Trabajo practico de tecnologia de los materiales.

1.  Cono de Abrams: es el ensayo que se realiza al hormigón en su estado fresco, para medir su consistencia ("fluidez" del hormigón).

El ensayo consiste en rellenar un molde metálico troncocónico de dimensiones normalizadas, en tres capas apisonadas con 25 golpes de varilla de 15mm de de diámetro. La introducción de la varilla se debe hacer en diferentes sitios de la superficie con el fin de que la compactación sea homogénea en la sección transversal. Después de realizar el apisonamiento en la última capa, es necesario alisarse a ras la superficie; luego, se quita la mezcla que cayó al suelo alrededor de la base del molde, dejando limpia la zona aledaña. Inmediatamente después se retira el molde, alzándolo cuidadosamente en dirección vertical sin movimientos circulares o laterales y sin tocar la mezcla con el molde cuando éste se haya separado del concreto fresco.

Una vez levantado el molde, la disminución de altura del hormigón (asiento) moldeado respecto al molde, La medición se hace en el eje central del molde en su posición original. En función del asiento total, es posible determinar la fluidez. Si el asentamiento es:

• De 0 a 2 cm, consistencia seca
• De 3 a 5 cm, consistencia plástica
• De 6 a 9 cm, consistencia blanda
• De 10 a 15 cm, consistencia fluida
• De 16 a 20 cm, consistencia líquida

[pic 1]

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          Cono de Abrams                                         

1. Método de Consistómetro Ve-Be:

Este método es apto para medir la trabajabilidad de hormigones de consistencia seca, osea de muy baja trabajabilidad.  El aparato  está constituido por una mesa vibrante, un cilindro de 240 mm de diámetro fijado a la mesa, un cono de Abrams  que se coloca en su interior y un conjunto móvil que comprende un embudo, un vástago graduado y una placa de vidrio fija al extremo del vástago; éste puede deslizar verticalmente y ser bloqueado mediante un tornillo.

Se coloca el cono en el cilindro, disponiendo encima el embudo. Se llena el cono de hormigón y se compacta, enrasando la superficie con paleta. Entonces, se gira el embudo para poder levantar el cono, lo que se hace suavemente.

La placa de vidrio se coloca en contacto sobre la masa fresca. Se pone en marcha la mesa vibrante, a la vez que un cronómetro. Entonces, la placa de vidrio va descendiendo lentamente con el hormigón. El cronómetro y la mesa vibrante se paran en el momento en que la superficie del hormigón se ha extendido lo suficiente para establecer un contacto completo con la placa de vidrio, cuyo diámetro es ligeramente inferior al diametro interior del cilindro.

La consistencia Vebe viene medida por el número de segundos. Si el resultado es inferior a 5 segundos, el ensayo es poco significativo. El tiempo mide la energía necesaria para compactar esa masa de hormigón.

1. Mesa de Graf:   Este ensayo da  una indicación de la consistencia del hormigón y su tendencia a la segregación , midiendo el extendido de una masa de hormigón sometido a sacudidas.

Consiste en un armazón que soporta una superficie plana y lisa de forma cuadrada, de 70 cm de lado, con un peso de 16 kg . Esta superficie, cubierta por una chapa de acero es móvil, pudiendo girar a lo largo de uno de sus lados, con respecto al armazón. El levantamiento máximo de la superficie o mesa, se limita con una traba, a 5cm. Procedimiento: Se coloca el hormigón en el tronco de cono ubicado en el centro de la mesa, se llena en 2 capas y se compacta con 10 golpes por capa, con una varilla de acero de 12,5 mm de diámetro y punta redondeada. Luego se retira el molde, se levanta la tapa de la mesa hasta que haga tope con la pestaña ubicada a 4 cm sobre la misma, y se deja caer 15 veces, en 25 +- 5 segundos. Se miden los diámetros de la mezcla extendida sobre la mesa, en dirección paralela a los lados de la misma. Se toma el promedio de los dos valores como extendido expresado en cm.

 La fluidez se calcula mediante la expresión:

F= c/d

 c = Extendido en cm,  d = diámetro de la base mayor del cono (cm).

Las sacudidas aplicadas durante el ensayo favorecen a la segregación, y si la mezcla no es cohesiva las partículas mayores se separaran y correrán hacia el borde de la mesa.

Este ensayo no mide la trabajabilidad, solo mide la consistencia.

1.  La resistencia a la compresión es la característica mecánica principal del concreto, dada la importancia que reviste esta propiedad, dentro de una estructura convencional de concreto reforzado, la forma de expresarla es, en términos de esfuerzo, generalmente en kg/cm2. La resistencia a la compresión es el criterio de calidad del hormigón. El ensayo se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresión en una máquina universal.

La probeta de hormigón que se ensaya puede tener distintas formas, las cuales dan diferentes resistencias para un mismo hormigón, La carga que se aplica es mediante una prensa  con una velocidad de 2,5 kgf/cm2/seg. La resistencia a la compresión es igual a carga máxima soportada por la probeta y la sección inicial de la misma, los valores de resistencia a compresión varían entre 100 y 500 kgf/cm2 aproximadamente.

Los resultados de resistencia a la compresión se emplean fundamentalmente para determinar que la mezcla de concreto suministrada cumpla con las características de resistencia deseadas.[pic 2]

Ensayo de compresión de probeta cilíndrica

5. Ensayo de Tracción

La fisura de un Hormigón debe ser evitada y la misma está demostrada con un ensayo de tracción.

El ensayo de tracción de un material consiste en someter a una probeta normalizada a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la misma. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente. Las velocidades de deformación en un ensayo de tensión suelen ser muy pequeñas (ε = 10–4 a 10–2 s–1).

La resistencia a la tracción se calcula con la siguiente formula:

[pic 3]

En un ensayo de tracción pueden determinarse diversas características de los materiales elásticos:

• Módulo de elasticidad o Módulo de Young, que cuantifica la proporcionalidad anterior. Es el resultado de dividir la tensión por la deformación unitaria, dentro de la región elástica de un diagrama esfuerzo-deformación.

• Coeficiente de Poisson, que cuantifica la razón entre el alargamiento longitudinal y el acortamiento de las longitudes transversales a la dirección de la fuerza.

• Límite de proporcionalidad: valor de la tensión por debajo de la cual el alargamiento es proporcional a la carga aplicada.

• Límite de fluencia o límite elástico aparente: valor de la tensión que soporta la probeta en el momento de producirse el fenómeno de la fluencia. Este fenómeno tiene lugar en la zona de transición entre las deformaciones elásticas y plásticas y se caracteriza por un rápido incremento de la deformación sin aumento apreciable de la carga aplicada.

• Límite elástico (límite elástico convencional o práctico): valor de la tensión a la que se produce un alargamiento prefijado de antemano (0,2%, 0,1%, etc.) en función del extensómetro empleado. Es la máxima tensión aplicable sin que se produzcan deformaciones permanentes en el material.

• Carga de rotura o resistencia a tracción: carga máxima resistida por la probeta dividida por la sección inicial de la probeta.

• Alargamiento de rotura: incremento de longitud que ha sufrido la probeta. Se mide entre dos puntos cuya posición está normalizada y se expresa en tanto por ciento.

• Longitud calibrada: es la longitud inicial de la parte de una probeta sobre la que se determina la deformación unitaria o el cambio de longitud y el alargamiento (este último se mide con un extensómetro).

• Reducción de área y estricción: La reducción de área de la sección transversal es la diferencia entre el valor del área transversal inicial de una probeta de tensión y el área de su sección transversal mínima después de la prueba. En el rango elástico de tensiones y deformaciones en área se reduce en una proporción dada por el módulo de Poisson. 

Otras características que pueden caracterizarse mediante el ensayo de tracción son la resiliencia y la tenacidad, que son, respectivamente, las energías elásticas y totales absorbidas y que vienen representadas por el área comprendida bajo la curva tensión-deformación hasta el límite elástico en el primer caso y hasta llegar a rotura en el segundo.

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