Ensayo Resistencia a La Compresion - Materiales

7/23/2019 Ensayo Resistencia a La Compresion - Materiales

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INTRODUCCION

En la actualidad son un sin número de elementos estructurales con que el ingeniero civil cuenta a su

disposición, para de manera óptima y consiente elia cual es el m!s ideal para llevar a ca"o unaconstrucción "as!ndose esta escogencia en los tipos de cargas que van a resistir#

Es por esto que es de vital importancia antes de eecutar cualquier proyecto reali$ar todo tipo de

ensayos y prue"as a trav%s de las cuales se pueda determinar el comportamiento de los elementos a

la &ora de la implementación de las estructuras, en el campo de la ingenier'a civil se encuentran

numerosos ensayos como el ensayo a tracción, ensayo a compresión, en este caso &a"laremos del

ensayo a compresión ya que esta es una de las propiedades del concreto que m!s nos interesa, el

concreto como material de construcción presenta alta resistencia a la compresión pero con "aa

resistencia a la tensión, es por esto que en este la"oratorio se "usca determinar qu% tan resistente es

un concreto cuando este es sometido a una (uer$a a)ial y los es(uer$os y de(ormaciones que se

generan a "ase de la acción de esta (uer$a#

O*+ETIO



El o"etivo principal del ensayo consiste en determinar la m!)ima resistencia a la compresión de un

cilindro de muestra de un concreto (rente a una carga aplicada a)ialmente y comprender meor la

resistencia a la compresión del concreto#

-.TERI./E0



1 Cilindro de concreto de longitud de 23cm con di!metro de 45cm#

1 -aquina universal para aplicar carga#

1 Dial de carga#

-.RCO TEORICO



EN0.6O . CO-7RE0ION DE CI/INDRO0 DE CONCRETO#

/a resistencia a la compresión de las me$clas de concreto se puede dise8ar de tal manera que tenganuna amplia variedad de propiedades mec!nicas y de dura"ilidad, que cumplan con los

requerimientos de dise8o de la estructura# /a resistencia a la compresión del concreto es la medida

m!s común de desempe8o que emplean los ingenieros para dise8ar edi(icios y otras estructuras#

/a resistencia a la compresión simple es la caracter'stica mec!nica principal del concreto, dada la

importancia que reviste esta propiedad, dentro de una estructura convencional de concreto

re(or$ado, la (orma de e)presarla es, en t%rminos de es(uer$o, generalmente en 9g:cm; y con alguna

(recuencia l":pulg;<p#s#i=# /a equivalencia que &ay entre los dos es que 4 psi es igual a 3#3>9g:cm;#

.unque &oy en d'a se &a acogido e)presarla en -7a de acuerdo con el sistema internacional de

unidades#

/a (orma de evaluar la resistencia del concreto es mediante prue"as mec!nicas que pueden ser

destructivas, las cuales permiten pro"ar repetidamente la muestra de manera que se pueda estudiarla variación de la resistencia u otras propiedades con el paso del tiempo# 7ara las primeras se

utili$an tres tipos de muestras? cilindros, cu"os y prismas# 7ara las segundas &ay di(erentes

sistemas#

El ensayo de compresión es meramente lo contrario del de tensión con respecto a la dirección o el

sentido del es(uer$o aplicado# /as ra$ones generales para la elección de uno u otro tipo de ensayo se

esta"lecieron# .simismo, un número de principios generales se desarrolló a trav%s de la sección

so"re el ensayo de tensión so"re los cuales son igualmente aplica"les al ensayo de compresión#

E)isten, sin em"argo, varias limitaciones especiales del ensayo de compresión a las cuales se de"e

dirigir la atención? /a di(icultad de aplicar una carga verdaderamente conc%ntrica o a)ial# El

car!cter relativamente inesta"le de este tipo de carga en contraste con la carga tensiva, E)iste

siempre una tendencia al esta"lecimiento de es(uer$os (le)ionantes y a que el e(ecto de las

irregularidades de alineación accidentales dentro de la pro"eta se acentúa a medida que la carga

prosigue# /a (ricción entre los puentes de la m!quina de ensayo o las placas de apoyo y las

super(icies de los e)tremos de la pro"eta de"ido a la e)pansión lateral de esta# Esto puede alterar

considera"lemente los resultados que se o"tendr'an si tal condición de ensayo no estuviera presente#

/as !reas seccionales, relativamente mayores de la pro"eta para ensayo de compresión para o"tener

un grado apropiado de esta"ilidad de la pie$a# Esto se traduce en la necesidad de una m!quina de

ensayo de capacidad relativamente grande o pro"etas tan peque8as y por lo tanto, tan cortas que

resulta di('cil o"tener de ellas mediciones de de(ormación de precisión adecuada# 0e supone que se

desean las caracter'sticas simples del material y no la acción de los miem"ros estructurales como

columnas, de modo que la atención se limita aqu' al "loque de compresión corto#

El ensayo m!s universalmente reconocido para eecutar prue"as de resistencia mec!nica a la

compresión simple es el ensayo de pro"etas cil'ndricas, las cuales se (unden en moldes especiales

de acero o &ierro (undido que tienen 453mm de di!metro por 233mm de altura <relación di!metro?

altura 4?;=#/os procedimientos relativos a este ensayo se encuentran especi(icados en las normas

NTC 553 y @>2 que &acen re(erencia a la con(ección de cilindros y al ensayo de resistencia

compresión#



Una ve$ que la muestra de concreto (resco &a sido correctamente seleccionada de acuerdo con los

procedimientos descritos en la norma NTC A5A, de manera que sea representativa de toda la masa,

se procede de la siguiente manera?

.ntes de colocar el concreto en el molde, es necesario aceitar el interior del cilindro para evitar que

el concreto se ad&iera al metalB para &acer esto, es su(iciente untar las paredes y el (ondo con una "roc&a impregnada de aceite mineralB la capa de aceite de"e ser delgada y en el (ondo no de"e

acumular aceite#

El cilindro se llena en tres capas de igual altura <43cm= y cada capa se apisona con una varilla lisa

de 4@mm de di!metro con uno de sus e)tremos redondeados, la cual se introduce ;5 veces por capa

en di(erentes sitios de la super(icie del concreto, teniendo en cuenta de que la varilla solo atraviese

la capa que se est! compactando, sin pasar a la capa siguiente# .l (inal de la compactación se

completa el llenado del molde con m!s me$cla y se alisa la super(icie con la ayuda de un palustre o

de una regla#

Una ve$ que se &a llenado cada capa, se dan unos golpes con la varilla o con un martillo de cauc&o

a las paredes de este, &asta que la super(icie del concreto cam"ie de mate a "rillante, con el o"eto

de eliminar las "ur"uas de aire que se &ayan podido ad&erir al molde o &ayan quedado em"e"idasen el concreto# /os cilindros reci%n con(eccionados de"en quedar en reposo, en sitio cu"ierto y

protegidos de cualquier golpe o vi"ración y al d'a siguiente se les quita el molde cuidadosamente#

Inmediatamente despu%s de remover el molde, los cilindros de"en ser sometidos a un proceso de

curado en tanques de agua con cal, o en un cuarto de curado a ;2C, con el (in de evitar la

evaporación del agua que contiene el cilindro, por la acción del aire o del sol, y en condiciones

esta"les de temperatura para que el desarrollo de resistencia se lleve a ca"o en condiciones

constantes a trav%s del tiempo# En estas condiciones los cilindros de"en permanecer &asta el d'a del

ensayo#

/a resistencia a la compresión del concreto se mide con una prensa que aplica carga so"re la

super(icie del cilindro <Norma NTC @>2=# eneralmente esta super(icie es !spera y no plana, lo cual

puede conducir a concentraciones de es(uer$o que reducen considera"lemente la resistencia real del

concreto# Una (alta de planicie de 3#;5mm puede reducir a un tercio la resistencia# 7ara remediar

esta situación, normalmente se &ace un re(rentado o ca"eceado de las tapas del cilindro con

materiales como yeso o me$clas compuestas de a$u(re, tal como se especi(ica en la norma NTC

53A# /a resistencia a la compresión, se acostum"ra a dar en t%rminos de es(uer$o o sea (uer$a por

unidad de !rea, en 9g:cm;



PROCEDIMIENTO

COMO REALIZAR LA PRUEBA DE RESISTENCIA DEL CONCRETO.

Los cilindros para pruebas de acepaci!n deben ener un a"a#o de $%&'()c"*+ las probeas ",s

pe-ue#as ienden a ser ",s ,ciles de elaborar / "anipular en ca"po / en laboraorio. El di,"ero

del cilindro uili0ado debe ser co"o "1ni"o res 2eces el a"a#o ",'i"o no"inal del a3re3ado

3rueso -ue se e"plee en el concreo.

4 Con el in de conse3uir una disribuci!n unior"e de la car3a+ 3eneral"ene los cilindros se

cabecean con "orero a0ure $ASTM C5%6* o con al"o7adillas $ASTM C%8(%*.El cabeceo de a0ure

se debe aplicar co"o "1ni"o dos 7oras anes / preerible"ene un d1a anes de la prueba.

4 El di,"ero del cilindro se debe "edir en dos siios en ,n3ulos recos enre s1 a "edia alura de la

probea / deben pro"ediarse para calcular el ,rea de la secci!n. Si los di,"eros "edidos diieren

en ",s de 89 no se debe so"eer a prueba el cilindro.

4 Los e're"os de las probeas no deben presenar des2iaci!n con respeco a la perpendicularidad

del e:e del cilindro en ",s de ).&9 / en los e're"os deben 7allarse planos denro de un "ar3en de

).))8 pul3adas.

RESISTENCIA

4 Los cilindros se deben cenrar en la ",-uina de ensa/o de co"presi!n / car3ados 7asa co"plear

la rupura. El r;3i"en de car3a con "a-uina 7idr,ulica se debe "anener en un ran3o de ).%& a

).(&MPa<s durane la =li"a "iad de la ase de car3a. Se debe anoar el ipo de rupura. La

racura c!nica es un par!n co"=n de rupura.

4 La resisencia del concreo se calcula di2idiendo la ",'i"a car3a soporada por la probea paraproducir la racura enre el ,rea pro"edio de la secci!n. ASTM C (> presena los acores de

correcci!n en caso de -ue la ra0!n lon3iud di,"ero del cilindro se 7alle enre %.6& / %.))+ lo cual es

poco co"=n. Se so"een a prueba por lo "enos dos cilindros de la "is"a edad / se repora la

resisencia pro"edio co"o el resulado de la prueba+ al iner2alo ",s pr!'i"o de ).% MPa.

4 El ;cnico -ue eec=e la prueba debe anoar la ec7a en -ue se recibieron las probeas en el

laboraorio+ la ec7a de la prueba+ la ideniicaci!n de la probea+ el di,"ero del cilindro+ la edad de

los cilindros de prueba+ la ",'i"a car3a aplicada+ el ipo de racura / odo deeco -ue presenen

los cilindros o su cabeceo. Si se "ide+ la "asa de los cilindros a"bi;n deber, -uedar re3israda.

4 La "a/or1a de las des2iaciones con respeco a los procedi"ienos es,ndar para elaborar+ curar /

reali0ar el ensa/e de las probeas de concreo resulan en una "enor resisencia "edida.4 El ran3o enre los cilindros co"pa#eros del "is"o con:uno / probado a la "is"a edad deber, ser

en pro"edio de apro'i"ada"ene 8 a (9 de la resisencia pro"edio. Si la dierencia enre los dos

cilindros co"pa#eros sobrepasa con de"asiada recuencia ?9+ o >.&9 para res cilindros

co"pa#eros+ se deber,n e2aluar / reciicar los procedi"ienos de ensa/o en el laboraorio.

4 Los inor"es o repores sobre las pruebas de resisencia a la co"presi!n son una uene 2aliosa de

inor"aci!n para el e-uipo del pro/eco para el pro/eco acual.



E+E-7/O EN0.6O DE RE0I0TENCI. . /. CO-7RE0ION

1 Datos del ensayo? cilindro de 4A#5 cm de di!metro y 4 pie de altura

1 Carga m!)ima? la carga m!)ima <pma) = alcan$ada en el ensayo (ue de ;35@> 9g lo cual

corresponde al valor de ;3#5@> toneladas en el cual el cilindro de concreto (allo#1 Resistencia ultima?

/a resistencia última se determina a partir de la siguiente ecuación?

Rum Pmax

S

Donde

7? carga m!)ima aplicada#

0? sección transversal del cilindro utili$ado

0(π )(15 cm)(2)

4

04>@#>4 cm2

. partir de esto se determinó la resistencia última o el es(uer$o m!)imo?

Rum es(uer$o m!)imo 2056kg

176.71cm

2

Rum 44@#2Fkg

cm2

Es(uer$o m!)imo

116.39 kg

cm2

0.07

4@@;#>4psi

Este valor o"tenido para el es(uer$o m!)imo corresponde al valor teórico porque como ya se &avisto la norma el cilindro de concreto es de 45 cm de di!metro# El valor real de la resistencia última

se calcula utili$ando el di!metro de 4A#5 cm de esta manera el valor es?

0real (π )(14.5 cm)(2)

4 0rea 4@5#4;F cm

2



Rum 20567 kg

165.129 cm2 Rum 4;A#55

kg

cm2

Es(uer$o m!)imo

124.55 kg

cm2

0.07

Es(uer$o m!)imo 4>>F#;Fpsi

. partir de los datos o"tenidos de resistencia se procedió a calcular el módulo de elasticidad del

concreto de la siguiente manera?

Ec

(0.034)(Wc)(f ' c )(1)

1.5

Donde

Gc peso unitario del concreto

(Hc resistencia del concreto

Ec módulo de elasticidad del concreto

.sumiendo el valor del peso unitario de un concreto normal como el valor medio entre 4A53;A53

<9g:cm2= y as' se o"tuvo un valor para el módulo de elasticidad?

Ec

(0.034 )(1950 kg

cm3 )(1779.29

kg

cm2 ) (1 )

1.5

Ec F5A3AF4J3#2-pa

.&ora utili$ando la (ormula Δ= PL

AE se puede o"tener un valor apro)imado de la de(ormación

a partir del módulo de elasticidad calculado?

K

(20567kg ) (30cm )

(165.129cm2 )(9735.19 kgcm2 )

K 3#2Jcm



K 2#J2mm

Este valor o"tenido no es valor un e)acto pero nos da una re(erencia de m!s o menos cuanto es la

de(ormación y la manera en que esta se calcula#

CONC/U0IONE0#

. trav%s del ensayo reali$ado en el la"oratorio se puede concluir que el concreto presenta alta

resistencia a la compresión, de la misma (orma se pudo determinar qu% tan resistente es el materialcuando este es sometido a cargas a)iales, por otro lado se pudo ver que lo aprendido teóricamente

es (!cilmente aplica"le en el la"oratorio y partir de las ecuaciones aprendidas se pudo calcular el

es(uer$o o resistencia del concreto cuando este es sometido a una (uer$a de compresión, adem!s se

pudo o"tener la m!)ima carga posi"le aplicada y por último se pudo concluir que no todos los

materiales presentan la misma resistencia, esto nos indica que si un material tiene gran resistencia a

la compresión es posi"le que tenga una "aa resistencia a la tensión y viceversa, es por esto que es

de vital importancia conocer las caracter'sticas de cada uno de los materiales al momento de

eecutar cualquier proyecto para as' evitar cualquier tipo de pro"lemas que se puedan presentar

de"ido a la (alta de conocimiento del comportamiento de ellos#

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