Instituto de Materiales y Modelos Estructurales (IMME)

Universidad Central de Venezuela

Facultad de Ingeniería

Escuela: Ingeniería Civil

Departamento: Ingeniería Estructural

Instituto de Materiales y Modelos Estructurales (IMME)

Tecnología del Concreto (1162)

Práctica Nro. 2: ACERO Y SOLDADURA

Prof.: Ing. César Peñuela

Integrantes:

Samuel Gómez  22.796.518

Luisana Zipagauta 20.327.551

Ariana Medina 22.900.067

Caracas, diciembre de 2016

RESUMEN

El siguiente informe presenta el desarrollo de la segunda práctica realizada en el laboratorio de tecnología del concreto, en la que se determinaron algunas propiedades que deben tener de las barras de acero utilizadas como refuerzo, por medio de los ensayos ilustrados en las normas COVENIN. Se estudió el comportamiento de una barra de ½” sin soldar, soldada a tope y otra a solape, donde se pudo verificar que el soldado adecuado para cabillas de dicho diámetro debe ser de solape. También se realizó el ensayo de Dureza Brinell y asimismo el ensayo de doblado en frio. Los resultados obtenidos fueron satisfactorios ya que cumplieron en su mayoría con las normas establecidas para las barras de acero de refuerzo, por lo que las cabillas estudiadas podrían utilizarse efectivamente para algún elemento estructural donde sean necesarias. al igual que los cálculos y análisis de resultados obtenidos luego de realizar dichos ensayos.

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN        5

OBJETIVOS        6

Objetivo General        6

Objetivos específicos        6

MARCO TEÓRICO        7

El Acero        7

Clasificación del acero:        7

Producción del Acero        8

Productos Laminados        8

Influencia del Carbono        9

Barras de refuerzo        9

Propiedades        9

Clasificación        10

Marcación        11

Solapes        11

Soldadura        11

MÉTODOLOGÍA        13

DATOS        14

Barra de acero patrón (Tracción)        14

Tabla 1: resultados del ensayo        14

Doblado en frío        15

Dureza Brinell        15

RESULTADOS        16

Curva esfuerzo-deformación (barra patrón)        16

Tabla 2: coordenadas para el gráfico esfuerzo-deformación        16

Gráfico 1:        17

Barra soldada a tope        17

Barra soldada a solape        18

Doblado en frío        18

Dureza Brinell        18

ANÁLISIS DE RESULTADOS        18

CONCLUSIONES        20

BIBLIOGRAFÍA        21

APÉNDICE        22

Norma COVENIN 316-2000        22

ANEXOS        32

INTRODUCCIÓN

El acero de refuerzo para el concreto es un material muy importante para el desarrollo de la construcción. Esta  práctica tiene como finalidad determinar el comportamiento físico- mecánico de las barras de acero de refuerzo, así como la eficiencia de su soldadura ya sea a tope o a solape para clasificarlos debidamente siguiendo los parámetros que se encuentran plasmados en la norma COVENIN 316.

Para determinar dichos comportamientos es necesario realizar algunos métodos de ensayos tales como: ensayo a tracción de la barra según el método de la norma COVENIN 299,  el cual consiste en poner una barra a tracción hasta que se produzca su ruptura. Métodos de ensayo de soldadura especificado en la norma COVENIN 315, que  se basa en colocar las barras de acero, soldadas de distintas formas, y someterlas  a tracción hasta el momento que falle la soldadura o que se ocasione la ruptura. El ensayo de doblado en frio según la norma COVENIN 304, así como el de dureza Brinell.

Es por ello que existen las normas COVENIN las cuales establecen los parámetros que se deben cumplir y mantener al momento de realizar cualquier infraestructura, y por lo tanto el propósito principal de ésta práctica es saber si las barras cumplen o no con lo establecido en estas normas.

OBJETIVOS

Objetivo General

Determinar el comportamiento físico-mecánico de las barras de acero de refuerzo y la eficiencia de su soldadura.

Objetivos específicos

• Clasificar las barras de acero según la norma COVENIN vigente.
• Realizar ensayos a tracción de una barra patrón y de las barras soldadas según la norma COVENIN 304 y COVENIN 1753.
• Comparar los ensayos de la barra patrón con las barras soldadas.
• Analizar si las barras de aceros ensayadas cumplen con la norma COVENIN 306 vigente.
• Determinar la dureza del acero mediante el ensayo Brinell.
• Relacionar la dureza Brinell con la resistencia a la tracción.
• Calcular el límite elástico convencional (fy), porcentaje de alargamiento y esfuerzo máximo (fsu) de la barra de acero.

MARCO TEÓRICO

El Acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con propósitos determinados. Ya que el acero es básicamente hierro altamente refinado (más de un 98%), su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio) el cual se convierte más tarde en acero.

Clasificación del acero:

• Aceros al Carbono: Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas.
• Acero al carbono comunes: acero cuyo principal elemento aleante es el carbono y contiene manganeso hasta 1,0% máximo. Dentro de ese grupo se consideran:

• Con bajo contenido de carbono c ≤ 0,25%
• Con medio contenido de carbono 0,25% < c ≤ 0,50%  
• Con alto contenido de carbono c > 0,50%.

• Aceros Aleados: Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros de aleación se pueden subclasificar en:

• Estructurales: son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de máquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Además, se utilizan en las estructuras de edificios, construcción de chasis de automóviles, puentes, barcos y semejantes. El contenido de la aleación varía desde 0,25% a un 6%.
• Para herramientas: aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para cortar y modelar metales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados para cortar y construir herramientas tales como taladros, escariadores, fresas, terrajas y machos de roscar.
• Especiales: los aceros de Aleación especiales son los aceros inoxidables y aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros de gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, se emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos.

Producción del Acero: la materia prima para la elaboración del acero es el mineral de hierro que se extrae, directamente, de las minas naturales. El mineral está constituido por una parte no metálica, que se desecha, y por una metálica con base de óxido de hierro, además de otras impurezas como: azufre, fósforo y otras. El contenido de hierro del mineral, denominado tenor, suele estar entre el 35% y el 65%.

• Extracción del mineral de hierro.
• Reducción o sustracción del oxígeno del hierro, se obtiene las briquetas o pellas
• Fundición: transformación del hierro en acero. En Venezuela son utilizados: horno eléctrico, chatarra, chatarra de hierro, hierro esponja y otros.
• Laminación:  Se calienta la palanquilla a una temperatura inferior a la de fusión y se pasa por los rodillos de un tren de laminación.

Productos Laminados: los productos de laminación en caliente pueden ser agrupados en tres grandes familias:

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