DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN Y DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD DE PILAS DE MAMPOSTERÍA DE BARRO Y DE CONCRETO

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1 DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN Y DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD DE PILAS DE MAMPOSTERÍA DE BARRO Y DE CONCRETO 1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta Nora Mexicana establece los étodos de prueba para la deterinación de la resistencia a copresión y del ódulo de elasticidad de pilas de apostería de barro y de concreto. Los valores tanto de resistencia a copresión coo del ódulo de elasticidad se podrán utilizar en el procediiento de diseño de estructuras de apostería.. REFERENCIAS Para la correcta aplicación es necesario consultar las siguientes Noras Mexicanas vigentes: NMX-C NMX-C NMX-CH Industria de la construcción-concreto-deterinación de la resistencia a copresión de ceentantes hidraúlicos Industria de la construcción-concreto-deterinación de la resistencia a copresión de cilindros de concreto Industria de la construcción-métodos para la verificación de áquinas de pruebas 3. DEFINICIONES 3.1 Pila Es la probeta forada por la superposición de al enos tres piezas (tabique o bloque) y con el núero suficiente de hiladas para que la relación altura-espesor se encuentre entre y Longitud calibrada Es la longitud inicial sobre la altura de la pila a lo largo de la cual se deterina la deforación unitaria. Es igual a la distancia entre los apoyos del dispositivo para edir la deforación descrito en la sección Muestra Es la parte representativa del aterial toada aleatoriaente de un producto en cantidad suficiente para fabricar una o varias probetas. 3.4 Probeta Es el arreglo de apostería con características y diensiones adecuadas para ser soetido a una prueba deterinada.

2 4. FUNDAMENTOS DE LA PRUEBA A COMPRESIÓN La prueba para deterinar la resistencia a copresión y el ódulo de elasticidad de la apostería a partir de pilas consiste en soeter a las probetas a una carga de copresión en dirección perpendicular a las hiladas (fig. 1). placa de acero P aterial de cabeceo pila de apostería P ELEVACIÓN placa de acero PERSPECTIVA Figura 1 - Pila para prueba a copresión 5. APARATOS Y EQUIPO 5.1 Máquina de prueba La áquina de prueba puede ser de cualquier tipo con capacidad suficiente y que pueda funcionar a la velocidad de aplicación de la carga especificada en el inciso 7., sin producir ipactos ni pérdidas de carga. La áquina de carga debe satisfacer los requisitos de la Nora Mexicana NMX-CH Cabezales de distribución de carga Para distribuir uniforeente la carga de copresión en las piezas extreas de la pila, se debe eplear un par de placas de acero de una pulgada (5.4 ) de espesor (fig. 1). En ningún caso los cabezales serán de enor taaño que las piezas que foran la pila. Cuando las platinas superior o inferior de la áquina de prueba cuplan con el requisito geoétrico anterior, tengan rigidez suficiente y garanticen una distribución unifore de la carga, se puede prescindir del uso de cabezales de distribución de carga. 5.3 Dispositivo para edir el acortaiento Para deterinar el ódulo de elasticidad de la apostería se deben eplear dos transductores de desplazaiento colocados en sentido longitudinal de la pila, uno en cada cara. Los transductores deben tener una exactitud de un valor áxio de 0,0 y deben estar colocados de anera que se ida el desplazaiento relativo (acortaiento) entre los extreos superior e inferior, a lo largo de la longitud calibrada de la pila. Se debe utilizar un arreglo coo el que se uestra en la fig., consistente de arcos etálicos que se fijan a la probeta. La deforación en la dirección de la carga se obtiene a partir de transductores de desplazaiento.

3 Se recoienda que el dispositivo cuente con barras escantillón para facilitar su colocación y fijación a la probeta. arco etálico barras rígidas de referencia transductor de desplazaiento arco etálico tornillos de sujeción del arco a la probeta arco etálico de referencia tabique o bloque tornillo de sujeción tuerca para fijar el tornillo una vez apretado contra la pieza VISTA FRONTAL VISTA LATERAL Figura - Dispositivo para edir el acortaiento longitudinal de una pila epleando arcos etálicos de referencia 6 PREPARACIÓN DE LAS PROBETAS 6.1 Diensiones La relación de esbeltez de las pilas (cociente entre la altura y el espesor) debe encontrarse entre y 5. Si la relación de esbeltez no se encuentra entre los líites anteriores, se debe desechar la probeta. El esfuerzo edio f que se obtenga de los ensayes de las probetas se debe corregir ultiplicándolo por los factores correctivos de la tabla siguiente, interpolando linealente para relaciones de esbeltez interedias. Tabla 1 - Factores correctivos por esbeltez de las pilas Relación de esbeltez de la pila Factor correctivo 0,75 0,90 1,00 1,05 6. Núero de probetas La deterinación de la resistencia a copresión y del ódulo de elasticidad de la apostería se debe hacer en pilas del iso taaño, construidas con el iso tipo de piezas, ortero y técnica en la fabricación. Cada uno de los paráetros anteriores se debe deterinar en al enos seis pilas. El procediiento de ensaye perite que, ediante la prueba a copresión, se deterinen abos paráetros sobre la isa serie de seis probetas.

4 6.3 Curado Después de construidas, las pilas no deben ser ovidas en un ínio de siete días. Se deben alacenar en abiente de laboratorio por lo enos 8 días. El laboratorio debe antenerse a una teperatura de 97 ± 8 K (4 ± 8 ºC). 6.4 Cabeceo Antes del ensaye, las piezas extreas de las pilas se deben cabecear con azufre u otro aterial que facilite la distribución unifore de la carga y cuya resistencia a copresión sea adecuada según la resistencia esperada de las pilas. 6.5 Mortero El ortero epleado en la fabricación de las pilas se debe uestrear confore a la Nora Mexicana NMX- C Se deben elaborar tres cubos de ortero de una uestra obtenida de cada bacha de ortero utilizada para fabricar las pilas. Los cubos se deben alacenar y curar en las isas condiciones que las probetas a los cuales están asociados. El ensaye de los cubos deberá realizarse de acuerdo con la Nora Mexicana NMX-C , el iso día que se ensayen las pilas. Los resultados de dichos ensayes se deben incluir en el infore de la prueba, siguiendo las indicaciones de la NMX-C PROCEDIMIENTO DE ENSAYE 7.1 Colocación de la probeta Para ello se debe seguir lo indicado en la Nora Mexicana NMX-C Se debe tener precaución en el transporte de la probeta a la áquina de prueba; se debe considerar la conveniencia de flejarla para evitar daño a la isa durante su transportación. El ensaye se debe realizar a los 8 días de la fabricación de las pilas. 7. Velocidad de aplicación de la carga La carga de copresión se debe aplicar con una velocidad unifore y continua, sin producir ipacto ni pérdida de carga. La velocidad de carga debe estar dentro del intervalo de 4,4 a 48,8 kpa/s (15,0 a 30,0 kgf/c /in). Se perite una velocidad ayor durante la aplicación de la priera itad de la carga áxia esperada siepre y cuando durante la segunda se antenga la velocidad especificada. Se pueden utilizar áquinas operadas anualente o otorizadas que peritan cuplir con lo anterior, teniendo en cuenta que no deben hacerse ajustes en los controles de las áquinas de prueba operadas a otor, ni tratar de auentar o disinuir la velocidad de aplicación de carga en las anuales, cerca de la carga de falla de la pila. 7.3 Deterinación de ódulo de elasticidad de la apostería Para la deterinación del ódulo de elasticidad de la apostería, se debe antener la teperatura abiente y huedad tan constante coo sea posible durante la prueba, así coo registrar en el infore cualquier fluctuación de teperatura o huedad. Antes de realizar la prueba para deterinar el ódulo de elasticidad, se debe deterinar la resistencia a copresión de pilas fabricadas con ateriales de la isa uestra. La probeta y el equipo de edición se deben colocar sobre la platina inferior o bloque soporte de la áquina de prueba. Entonces, se debe alinear cuidadosaente el eje vertical de la probeta con el centro de la rótula y

5 anotar la lectura inicial de los deforíetros sin carga. La platina superior debe bajar lentaente hasta que asiente uniforeente en el cabezal de carga. Antes de realizar la prueba definitiva, se debe aplicar dos o tres ciclos de precarga (carga y descarga), al 15 por ciento de la carga áxia esperada, con objeto de que se acooden los piezas de la pila y de revisar y corregir, si es necesario, el funcionaiento de los equipos de edición. Al térino de la priera precarga, los edidores se deben ajustar, se aplica entonces la segunda precarga y se anotan los valores de carga y deforación. Si éstos son siilares a los obtenidos en la priera precarga, puede iniciarse la prueba; en caso contrario es necesario hacer correcciones tales coo el centrado de la probeta o ajustes en el dispositivo de edición, y realizar nuevos ciclos de precarga hasta lograr valores siilares en los transductores de desplazaiento en ciclos sucesivos. Para deterinar el ódulo de elasticidad de la apostería se debe proceder de la siguiente fora: a) Aplicar la carga de anera unifore y continua. b) Toar un núero suficiente de lecturas de desplazaiento y de carga de odo que se pueda definir ediante interpolación o gráficaente el esfuerzo noral axial (σ 1 ) correspondiente a una deforación de 0,00005, así coo la deforación correspondiente al 40% del esfuerzo noral áxio (σ ). Si se desea obtener la curva esfuerzo-deforación es conveniente toar una ayor cantidad de lecturas. No se debe interrupir la aplicación de la carga en ningún oento. 7.4 Aplicación de la carga La carga se debe aplicar hasta alcanzar la resistencia de las probetas, registrándola. Se considera necesario llevar las probetas hasta la falla, anotando el tipo y apariencia de la apostería. Se debe considerar el uso de dibujos para facilitar la descripción de la falla, y en caso de usarlos, se deben incluir en el infore de la prueba (sección 9, inciso i). Se recoienda el uso de nivel de burbuja con el fin de garantizar que la carga sea efectivaente axial durante la prueba y se eviten efectos de flexocopresión. 7.5 Protección de los operadores y anejo de desechos Se debe colocar en la áquina de prueba dispositivos de seguridad para evitar daños a los operadores durante la falla de la probeta; será obligatorio el uso de guantes de cuero y botas con casquillo. No existe ningún procediiento especial para el anejo de los desechos del ensaye de pilas; sin ebargo, se sugiere eplearlos coo aterial de relleno. 8. CÁLCULOS 8.1 Resistencia a copresión La resistencia a copresión de la pila se debe calcular dividiendo la carga áxia soportada durante la prueba entre el área de carga bruta de la pila, deterinada coo el proedio del área de al enos tres de las piezas de la pila. El resultado de la prueba se debe expresar con una aproxiación de 10 kpa (0,1 kgf/c ). 8. Resistencia a copresión para fines de diseño La resistencia a copresión para fines de diseño f * será igual a

6 f * f 1+,5c = (1) en que f es la edia de los esfuerzos resistentes de las pilas ensayadas; y c es el coeficiente de variación de los esfuerzos resistentes de las pilas ensayadas, que no se toará enor que 0, Módulo de elasticidad de la apostería Se calcula coo (fig. 3) σ σ1 = ε 0,00005 E () donde E es el ódulo de elasticidad de la apostería; σ 1 es el esfuerzo axial correspondiente a 0, de deforación; σ es el esfuerzo axial correspondiente al 40% de la carga áxia; ε es la deforación producida por el esfuerzo σ. La deforación ε se calcula coo ε δ = lo (3) donde δ es el acortaiento edido a lo largo de la longitud calibrada; y lo es la longitud calibrada edida entre apoyos de transductores (fig. 4). f σ lo σ =0,4 f σ 1 0,00005 ε ε Figura 3 - Deterinación del ódulo de elasticidad de la apostería 9. INFORME DE LA PRUEBA Para la resistencia a copresión, el registro de los resultados debe incluir los datos siguientes: a) Clave de identificación de la probeta. b) Tipo y procedencia de las piezas epleadas en la fabricación de la probeta.

7 c) Edad noinal de la probeta. d) Diensiones de la probeta en centíetros, con aproxiación a ilíetros. e) Área de la sección transversal a copresión, en centíetros cuadrados, con aproxiación al décio. f) Carga áxia en Newtons (kilograos fuerza). g) Resistencia a la copresión, calculada con aproxiación de 10 kpa (0,1 kgf/c ). h) Resistencia a la copresión proedio de los cubos de ortero uestreados, calculada con aproxiación de 10 kpa (0,1 kgf/c ). Se debe incluir el tipo de ceentante epleado y el proporcionaiento de la ezcla. i) Descripción de la falla. j) Defectos observados en el espécien o en sus cabezas. En el infore de la prueba se debe incluir la siguiente leyenda: La resistencia a la copresión de la apostería en este infore corresponde específicaente a las piezas y ortero cuyo tipo y características se eplearon en la fabricación de las probetas. En caso de cualquier variación de las propiedades de los ateriales epleados o del proporcionaiento del ortero, se debe evaluar su efecto en la resistencia a la copresión de la apostería. Para el ódulo de elasticidad de la apostería se debe, adeás, incluir el valor de σ y ε obtenidos según las secciones 7 y 8 y el cálculo del ódulo de elasticidad de la apostería, con una aproxiación de 1 MPa (100 kgf/c ). Asiiso, se debe incluir la siguiente leyenda: El ódulo de elasticidad de la apostería en este infore corresponde específicaente a las piezas y ortero cuyo tipo y características se eplearon en la fabricación de las probetas. En caso de cualquier variación de las propiedades de los ateriales epleados o del proporcionaiento del ortero, se debe evaluar su efecto en el ódulo de elasticidad de la apostería. 10. BIBLIOGRAFÍA Departaento del Distrito Federal, Noras Técnicas Copleentarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mapostería, Gaceta Oficial del Departaento del D.F., arzo de 1989, 19 pp. 11. CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Al oento de la redacción de esta Nora Mexicana, no existe concordancia con noras internacionales.

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