Video Segunda Entrega

Entrega # 2

ENTREGA #2

POR

CAROLINA LOTERO CARVAJAL

SARA SÁNCHEZ GÓEZ

RICARDO GÓMEZ COLORADO

JUAN RUIZ MUÑOZ

PRESENTADO A

ALEJANDRA VIDAL RAMIREZ

ASIGNATURA

PROYECTO 1

UNIVERSIDAD EAFIT

MEDELLÍN

SEPTIEMBRE 18 DE 2012

Material

Se pretende adicionarle al concreto diferentes porcentajes de trozos de llanta y observar el comportamiento en cuanto a la resistencia de los cilindros de concreto que se van a elaborar.

El primer paso fue seleccionar una dosificación de concreto. En las obras sencillas se dosifican los materiales para alaborar una mezcla de concreto, con una relacion proporcional de estos; la que simplemente se toma 1:2:2; 1:2:3; 1:3:3; 1:3:4. En este caso, se implementó la dosificación 1:2:3, con una relación agua/cemento de 0.45. Es importante recordar que el primer número se refiere al cemento, el segundo a la arena y el tercero al agregado grueso.

Sobre la cantidad de materiales dados, se agregaran diferentes porcentajes de trozos de llanta.

Se emplean moldes cilíndricos con un diámetro de 0.10 metros y una altura de 0.20 metros.

Con estos valores obtenemos el volúmen de los cilindros de concreto así:

Vol = Area de la base x Altura = (PI*d^2)/4 = (PI * 0.10^2) / 4 = 1.57 x 10^^-3 m^3

Al multiplicar el volúmen por la densidad del concreto (2400 Kg/m³) se obtiene el peso total del cilindro.

W = 1.57 x 10^-3 m^3  x 2400 Kg/m^3 = 3.77 Kg = 3770 g

Este volúmen de mezcla debe ser afectado por un porcentaje de desperdicio.

3770 g * 1.15  = 4335.5 g.

Se procede ahora a hallar el peso de cada material para la elaboración de un cilindro de concreto. De acuero a la dosificación empleada, la suma 3+2+1 dan 6 partes, más la relación agua/cemento de 0.45, suman en total 6.45 partes. Se realiza entonces una sencilla regla de tres.

a. Para el agregado grueso:

6.45	4335.5
3	x

x = (4335.5 * 3) / 6.45 = 2016.51 g de agregado grueso.

b. Para la arena:

6.45	4335.5
2	x

               x = (4335.5 * 2) / 6.45 = 1334.4 g de arena.

c. Para el cemento:

6.45	4335.5
1	x

x = (4335.5 * 1) / 6.45 = 672.1 g de cemento.

d. Para el agua:

6.45	4335.5
0.45	x

x = (4335.5 * 0.45) / 6.45 = 302.45 g de agua.

Como los agregados tienen un porcentaje de absorción, esta agua “perdida” debe ser tenida en cuenta en los cálculos.

% Abs AG	0.97
% Abs Arena	1.13

El agua que debe adicionarse es entonces:

100%	302.45
2.1	x

x = (302.45 * 2.1) / 100 = 6.35 g de agua adicional.

El contenido de agua finalmente sera:

302.45 g + 6.45 g = 310 g de agua aproximadamente.

El porcentaje de llanta adicional se calcula sobre el peso del cemento que lleva la muestra, ya que las adiciones afectan directamente la resistencia, que en un mayor grado es proporcionada por el material cementante. Se adicionarán porcentajes de llanta del 10%, 20%, 30%, 40% y 50%.

·         10% de llanta:

100%	672.1
10%	x

x = (672.1 * 10) / 100 = 67.21 g de llanta.

·         20% de llanta:

100%	672.1
20%	x

x = (672.1 * 20) / 100 = 134.42 g de llanta.

·         30% de llanta:

100%	672.1
30%	x

x = (672.1 * 30) / 100 = 201.63 g de llanta.

·         40% de llanta:

100%	672.1
40%	x

x = (672.1 * 40) / 100 = 268.84 g de llanta.

·         50% de llanta:

100%	672.1
50%	x

x = (672.1 * 50) / 100 = 336.05 g de llanta.

Tabla resumen:

Grava	2016.51 g.
Arena	1334.34 g.
Cemento	672.1 g.
Agua	310 g.
Llanta	10%	67.21 g.
	20%	134.42 g.
	30%	201.63 g.
	40%	268.84 g.
	50%	336.05 g.

Costo de los materiales:

Arena de Rio Medellín	$ 22.510 el m3
Arena lavada para concreto	$ 36.200 el m3
Grava común para concreto corriente	$ 258.030 el m3
Cemento gris	$ 450.00 el Kg
Llanta pulverizada	$ 46.700 bulto de 40 Kg

Especificaciones técnicas de los productos:

Se espera que los cilindros de concreto tengan una resistencia a la compresión que sea aceptable en el diseño estructural. Para un concreto tipo H13, empleado en elementos estructurales, se espera una resistencia mínima de 130 Kg/cm², con una relación agua cemento máxima de 0.5.

¿Qué experimentos se necesitan para que pueda entrar al mercado?

A continuación se resumen las normas que rigen la elaboración de los cilindros de concreto y la norma que sebe seguirse en la en el ensayo de compresión para obtener la resistencia:

Elaboración de cilindros de hormigón:

El siguiente informe presenta las normas necesarias para realizar cilindros de hormigón, que incluye los procedimientos e instrumentos necesarios para hacer los cilindros y las pautas para su respectivo curado.

Los elementos utilizados en la realización son:

·      Moldes de acero.

·      Varilla de acero redonda.

·      Mazo de hule.

·      Herramientas de mano: Palas, espátulas, cucharones, cubetas.

·      Recipiente para muestreo y mezclado.

El procedimiento que se debe de llevar acabo para realizar los cilindros debe de ser el siguiente:

·      Se debe de colocar el molde sobre una superficie horizontal nivelada, libre de vibraciones.

·      Colocar el hormigón en el molde con el cucharon en 3 capas de manera uniforme y alrededor de todo el molde para tener una segregación mínima.

·      Se debe compactar cada capa con 25 penetraciones con la varilla, distribuidas uniformemente por el cilindro.

·      Se debe de golpear con el maso de 10 a 15 veces por cada capa para evitar que queden burbujas de aire.

·      Enrazar el exceso de hormigón.

·      Marcar los cilindros con la información necesaria, utilizando un método que no altere la superficie del hormigón. 

Para el curado los cilindros deben de estar sumergidos completamente en agua a una temperatura de 23±1,7°C.

Los tiempos de curado varían, después de los mismos, se realizan los respectivos ensayos. 

Ensayo de compresión al concreto:

NORMA TECNICA COLOMBIANA NTC 673: ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEESPECIMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO

Objetivo:

·      Este método de ensayo evalúa la resistencia a la compresión de cilindros de concreto, este ensayo está limitado a concreto que tenga un peso unitario mayor de 800 kg/m^3 (500lb/ft^3). Los valores normativos se deben dar en el sistema internacional y los valores informativos pueden darse en el sistema ingles entre paréntesis. La presente norma no considera todos los problemas de seguridad al realizarse, el usuario de esta deberá establecer las practicas adecuadas de salud y seguridad a la hora de realizar el ensayo.

Referencias normativas: Los siguientes documentos normativos son indispensables para la aplicación de este documento.

·      NTC 504, Ingeniería civil y arquitectura. Refrentado de especímenes cilíndricos de concreto.(ASTM C617).

·      NTC 550, Concretos. Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra (ASTM C31).

·      NTC 3658, Ingeniería civil y arquitectura. Método para la obtención y ensayo de núcleos extraídos y vigas de concreto aserradas. (ASTM C42M)

·      NTC 3708, Ingeniería civil y arquitectura. Uso de refrentado no adherido para la determinación de la Resistencia a la compresión de cilindros de concreto endurecido. (ASTM C1231M).

·      ASTM C670, Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials.

·       ASTM C873, Test Method for Compressive Strength of Concrete Cylinders Cast in Place in Cylindrical Molds.

·      ASTM C1077, Practice for Laboratories Testing Concrete and Concrete Aggregates for Use in Construction and Criteria for Laboratory Evaluation.

·      ASTM E4, Practices for Force Verification of Testing Machines.

·       ASTM E74, Practice of Calibration of Force-Measuring Instruments for Verifying the Force Indication of Testing Machines

Resumen:

El ensayo se trata de aplicar una carga axial al cilindro de concreto, a una velocidad controlada hasta llevarlo a la falla. La resistencia total a la compresión se calculara luego dividiendo la carga máxima alcanzada durante el ensayo sobre el área transversal del cilindro.

Significado y uso:

Se debe tener cuidado con la interpretación de la resistencia a la compresión del cilindro, pues esta depende de muchos factores como lo son los materiales, el mezclado, la humedad a la hora del curado, la temperatura, la edad, el moldeo y las dosificaciones. Este método de ensayo es usado para determinar la resistencia a compresión de cilindros preparados bajo los requisitos que exigen las siguientes normas NTC550, NTC 1377, NTC 504 y NTC 3708 y los métodos de ensayo NTC 3658 y ASTM C873, pues los resultados de este ensayo se usan como base para el control de la calidad de la dosificación, el mezclado y la colocación del concreto, así como para ver la efectividad de los aditivos. Quien falle los cilindros deberá ser una persona que cumpla con los requisitos de técnico de laboratorio de concreto de la práctica ASTM C1077.

Equipos:

La máquina de ensayo deberá tener  la capacidad suficiente y ser capaz de proveer las velocidades determinadas necesarias que veremos más adelante. Además la calibración de la maquina deberá ser chequeada de acuerdo con la norma ASTM E4, y este chequeo deberá cumplir con las siguientes condiciones:

·      Como mínimo anualmente, pero sin exceder los 13 meses,

·      En la instalación original o inmediatamente después del traslado,

·      Cada vez que haya una razón para sospechar de la precisión de las cargas indicadas

Por otro lado el diseño de la maquina deberá cumplir con los siguientes requisitos:

·      La maquina debe ser operada por medio de electricidad y debe aplicar la carga de forma constante, asegurando también que la carga sea aplicada a la velocidad requerida por la norma.

·      El espacio para el cilindro deberá ser suficiente para que también quepa un dispositivo de calibración elástico, y además debe cumplir con los requisitos  exigidos por la norma ASTM E74.

La precisión de la maquina debe estar de acuerdo con las siguientes disposiciones:

·      El porcentaje de error de la cargas aplicadas por la maquina no deberá exceder el +-1% de la carga indicada.

·      La maquina se debe verificar realizando 5 ensayos de carga de los cuales ninguno podrá exceder un tercia de la diferencia de los ensayos de la carga mínima y máxima.

·      La carga indicada por la maquina y la carga calculada a partir de lecturas deberán tomarse en cada punto y deberá calcularse el error entre las dos y el porcentaje de error.

Se debe luego pasar un informe acerca de la verificación de la máquina para decir si cumple o no con los requisitos. La carga que indique la maquina no deberá ser corregida por ninguna clase de método.  La máquina de ensayo debe estar equipada con dos bloques de apoyo de acero con caras endurecidas, uno de los cuales es un bloque de asiento esférico que se apoyará sobre la superficie superior del cilindro y el otro un bloque sólido sobre el cual se debe apoyar el cilindro. Las dimensiones mínimas de las caras de apoyo de los bloques deben tener como mínimo mas del 3 % del valor del diámetro del cilindro que será ensayado. El bloque de apoyo inferior debe ser como mínimo de 25mm cuando es nuevo y de 22.5mm cuando ha sido usado para alguna operación.

Luego el diámetro máximo de la cara del bloque del asiento esférico de debe exceder los siguientes valores:

Diámetro de cilindro de ensayo, mm	Diámetro máximo de la cara de apoyo, mm
50	105
75	130
100	165
150	255
200	280

Lectura de la Carga:

La pantalla digital de la maquina debe ser lo suficientemente grande para leer fácilmente, el incremento numérico debe ser igual o menor que el 0,10 % de la escala de carga complete de un rango de carga dado. En ningún caso el rango de carga verificado debe incluir cargas menores que el mínimo incremento numérico multiplicado por 100. La precisión de la carga indicada debe estar dentro del 1,0 % para cualquier valor mostrado dentro del rango de carga verificado. Se deben tomar precauciones para ajustar e indicar el verdadero cero en la carga cero. Debe ser provisto un indicador de carga máxima que todas las veces hasta el reinicio indicará, dentro del 1% de la precisión del sistema, la carga máxima aplicada al cilindro.

Muestras cilíndricas:

Los cilindros no deben ser ensayados si cualquier diámetro individual de un cilindro difiere de cualquier otro diámetro del mismo cilindro en más del 2 %. El diámetro usado para calcular la sección transversal del cilindro deberá obtenerse promediando los dos diámetros.

Procedimiento:

Los ensayos de compresión de los cilindros deben llevarse a cabo ahí mismo que sean sacados del agua de curados, pues estos deben ser fallados en condiciones húmedas. Se deben limpiar las caras del cilindros y las superficies que comprimirán el cilindro, luego se debe acomodar el cilindro en todo el centro de la superficie inferior de la máquina de falla, y se deben alinear cuidadosamente los ejes del cilindro con el centro de empuje de la superficie de la maquina. Baje lentamente la parte superior de la maquina hasta hacer contacto con el cilindro y verifique que el medidor de carga este en ceros, luego aplique la carga continuamente y sin impactos. La carga debe ser aplicada a una velocidad de movimiento, medida desde la platina a la cruceta, correspondiente a una velocidad de esfuerzo sobre el espécimen de 0,25 MPa/s ±0,05 MPa/s [35 psi/s ± 7 psi/s]. La velocidad de movimiento designada debe ser mantenida al menos durante la última mitad de la fase de carga anticipada. Durante  la primera mitad de la fase  de carga anticipada, debe ser permitida una carga mayor, esta carga debe ser controlada para que no ocurra impacto. No haga ajustes a la velocidad del movimiento cuando este se encuentre alcanzando la carga ultima, ya que este disminuirá la velocidad solo al irse fisurando el concreto. Aplique la carga hasta que el indicador muestra una disminución de la misma, luego se debe analizar el tipo de falla que se presento la imagen muestra los tipos comunes de falla, si la falla no es como ninguna de las anteriores, se deberá hacer una descripción de la falla.

Cálculos:

Calcule la resistencia dividiendo la carga última sobre el área transversal y si la relación diámetro longitud del cilindro es de 1,75 o menos corrija el resultado multiplicando por el factor de corrección apropiado obtenido de la tabla.

Si es requerido obtenga la densidad del cilindro dividiendo su peso sobre su volumen.

Informe:

Proporcione la siguiente información:

·      Número de identificación

·      Diámetro y longitud

·      Sección transversal

·      Carga máxima

·      Resistencia a la compresión calculada

·      Tipo de fractura, si es diferente que el cono habitual.

·      Edad del espécimen.

·      Cuando se determine

Precisión:

La siguiente tabla muestra la precisión de ensayos realizados con cilindros de 150mm  por 300mm y de 100mm por 200mm  hechos con una mezcla de concreto correctamente mezclada bajo condiciones de laboratorios y fallados en diferentes laboratorios. El coeficiente de variación representa la variación esperada de la resistencia medida de los mismos cilindros.

Cronograma