DILATACION-TERMICA en baldosas

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

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INFORME DE ENSAYO:

Determinación del coeficiente de dilatación térmica lineal en baldosas cerámicas bajo la norma ISO 10545-8  

CURSO:                        Materiales de Construcción

DOCENTE:                Ing. Iván Vásquez Alfaro

INTEGRANTES:                

• Escobar Dios, Danner
• Ventura Sánchez, Brenly

CICLO:                        III, 2° AÑO

TRUJILLO-PERÚ

2018

Determinación del coeficiente de dilatación térmica lineal en baldosas cerámicas bajo la norma ISO 10545-8

1. OBJETIVOS

1. Determinar experimentalmente el coeficiente de dilatación térmica lineal de una baldosa cerámica y hacer la comparación con el rango de valores admisibles según la norma ISO 10545-8.

1. REALIDAD PROBLEMÁTICA-JUSTIFICACIÓN

La dilatación que la mayoría de los materiales sufren es debida a las vibraciones atómicas por la acción del calor, lo que lleva a un mayor distanciamiento entre los átomos, y por consecuencia un aumento de su energía interna. Este aumento dimensional es característico de cada

En el uso cotidiano que se le puede dar a las baldosas cerámicas la exposición a las condiciones ambientales pueden ocasionar en estas leves variaciones de longitud que por los procesos recurrentes de dilatación y contracción hacen que aparezcan en el material fisuras, marcas de desgaste y deformaciones que pueden afectar la funcionalidad. Por lo que prever el movimiento dentro de un intervalo máximo de temperaturas es de gran importancia.

1. IMPORTANCIA

La importancia del ensayo radica en que nos permite hacer una comparación de los valores de coeficiente de dilatación de las baldosas de la de la empresa cerámicas san Lorenzo y el rango de valores dedo por la norma debido a que son usados en la industria de la construcción. Esto permite observar, analizar, determinar y comparar los resultados obtenidos en dicho proceso experimental.

Este ensayo ha sido evaluado según la ficha técnica correspondiente y se hace con la finalidad de determinar si es factible y recomendado para la utilización en estructuras sin perjudicar factores muy importantes como lo son el costo y la calidad en la construcción.

1. FUNDAMENTO TEÓRICO

1. Definiciones

• Baldosa cerámica: Las baldosas cerámicas son placas de poco espesor generalmente utilizadas para revestimiento de suelos y paredes. Se fabrican a partir de composiciones de arcillas y otras materias primas inorgánicas. Se moldean, se secan y se cuecen para que adquieran las capacidades requeridas.

• Dilatación térmica: Es una propiedad física de los materiales, por la cual casi todas las sustancias experimentan un aumento de sus dimensiones, debido al aumento de temperatura. La dilatación térmica se produce tanto en los materiales en estado sólido, líquido y gaseoso.  Durante una transferencia de calor, la energía que está almacenada en los enlaces intermoleculares entre dos átomos cambia. Cuando la energía almacenada aumenta, también lo hace la longitud de estos enlaces. Así, los sólidos normalmente se expanden al calentarse y se contraen al enfriarse.

• Coeficiente de dilatación: Es el cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente cambia de temperatura provocando una dilatación térmica.

• Dilatómetro: Es un instrumento que sirve para medir el alargamiento que experimenta un cuerpo al incrementar la temperatura. La medición ayuda a encontrar el coeficiente de contracción o dilatación de un material en particular, a diferentes temperaturas.

1. Dilatación térmica lineal

La Dilatación Lineal es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, es decir, en el ancho, o altura del cuerpo. El coeficiente de dilatación para una dimensión lineal cualquiera, se puede medir experimentalmente comparando el valor de dicha magnitud antes y después.

La fórmula de dilatación lineal es la siguiente:  [pic 4]

Donde:

ΔL: Es la variación de longitud

Lo: Es la longitud inicial del material

α: Es el coeficiente de dilatación lineal propio del material

ΔT: Es la variación de temperatura (en °C o °K)

1. Norma ISO 10545-8

La norma ISO 10545-8 recoge el método de ensayo para medir el coeficiente de dilatación térmica lineal de una baldosa cerámica, en el intervalo de temperaturas comprendido entre la temperatura ambiente y los 100 °C.

El ensayo se efectúa en un aparato llamado dilatómetro, que somete la probeta a un proceso de calentamiento de 5 °C cada minuto.

1. MATERIALES E INSTRUMENTOS
   

1. Materiales

• Una placa de cerámica de 45,5 cm de largo, 3,2 cm de ancho y 0,6 cm de espesor

1. Instrumentos

• Termómetro digital Boeco precisión 0.1 °c
• Cinta métrica

1. Equipo

• Dilatómetro casero

1. PROCEDIMIENTO

Para la realización del ensayo de dilatación térmica lineal en baldosas cerámicas se emplea un instrumento llamado dilatómetro según la norma ISO 10545-8, sin embargo, al no contar con este se elaboró un montaje experimental que funcionó en reemplazo del dilatómetro experimental.

El proceso de elaboración del dilatómetro casero como montaje experimental se detalla en el apéndice.

Pasos a seguir:

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1. Se coloca la placa de cerámica en el montaje experimental que en un extremo cuenta con una restricción de movimiento para la placa y en el otro hace contacto con un retazo de madera acoplado a un rodaje y a un resorte.

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1. Entre los soportes de la placa se coloca una fuente de calor, que es una resistencia eléctrica puesta en los surcos hechos a un ladrillo compacto.

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1. Luego se pone un puntero láser en el extremo más largo del retazo de madera móvil.

1. Encendemos la fuente de calor conectándola al tomacorriente y la dejamos calentar unos minutos.

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1. Elegimos una temperatura máxima para la cual la placa se haya dilatado. 

1. Tomamos medidas de longitud, primero de la distancia del eje de giro del retazo de madera móvil a la línea de dilatación de la placa, luego la distancia desde el mismo eje de giro hasta el punto en la pared marcado por el puntero láser, por último, la distancia que se desplazo la marca del puntero. Con las dos últimas distancias obtenemos el valor del ángulo
   por arco tangente y con este calculamos
   la variación de la longitud de la placa.[pic 10][pic 11]

1. Desconectamos del tomacorriente la fuente de calor y de acuerdo a las disminuciones de temperatura tomadas con el termómetro digital, medimos el desplazamiento de la marca del puntero láser para establecer la relación lineal entre la variación de longitud de la placa en función de la variación de temperatura.[pic 12]

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1. Con los datos se pasó a calcular el coeficiente de dilatación lineal mediante las siguiente formulas.[pic 14]

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1. RESULTADOS Y DISCUSIONES

La toma de datos y calculo de valores relacionados se muestran en la tabla siguiente: 

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