ESTUDIO DE MATERIALES II

Transcripción

1 ESTUDIO DE MATERIALES II - CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL - GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES Y OBRAS CIVILES FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGÍA - UNT

2 ASIGNATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL PROGRAMA ANALÍTICO DE LA ASIGNATURA ESTUDIO DE MATERIALES II OBJETIVOS Adquirir los conocimientos necesarios para comprender y evaluar mediante ensayos de laboratorio normalizados las propiedades físicas y mecánicas de los principales materiales utilizados en Ingeniería Civil, así como las tecnologías asociadas a los mismos. UNIDAD I: CALES Y YESOS Cales. Definición, obtención, constitución y clasificación. Mecanismo de endurecimiento. Propiedades en estado fresco y endurecido. Especificaciones y ensayos para cales aéreas e hidráulicas. Control de calidad. Aplicaciones. Yesos. Composición, fabricación, propiedades, fraguado y endurecimiento. Especificaciones y ensayos. Aplicaciones. UNIDAD II: CEMENTOS PÓRTLAND Definición. Fabricación, materias primas. Tamaño de grano, composición química, componentes potenciales. Hidratación de silicatos y aluminatos. Estructura de la pasta hidratada. Productos de hidratación. Resistencias mecánicas y químicas. Tipos de cementos. Especificaciones, ensayos físicos y mecánicos. UNIDAD III: MORTEROS PARA LA CONSTRUCCIÓN Materiales componentes. Clasificación según su aplicación de acuerdo a lo especificado por el Reglamento CIRSOC. Mezclas empíricas más usadas. Dosificación. Propiedades y ensayos: plasticidad, resistencia, impermeabilidad, rendimiento. UNIDAD IV: HORMIGÓN DE CEMENTO PÓRTLAND Generalidades. Materiales componentes básicos. Pasta de cemento y agregados: funciones, influencia en la calidad del hormigón. Especificaciones reglamentarias. Adiciones minerales. Activas e inertes. Puzolanas, cenizas volantes, escoria granulada de alto horno, micro sílice, filler, otras. Forma de incorporarlas. Especificaciones y ensayos. Aditivos químicos. Incorporadores de aire, plastificantes, fluidificantes, retardadores y aceleradores de resistencia. Propiedades en estado fresco. Trabajabilidad y consistencia. Factores que influyen en la consistencia. Métodos de ensayos. Segregación, exudación. Efectos del aire incorporado en las propiedades del hormigón fresco. Medición del contenido de aire. Peso de la unidad de volumen. Rendimiento. Influencia de la temperatura de los materiales componentes en el hormigón. Presión lateral del hormigón fresco sobre los encofrados. Propiedades del hormigón en estado endurecido. Resistencias mecánicas: compresión, tracción, flexión y corte Adherencia al acero. Factores que influyen en la resistencia: materiales componentes, i

3 ASIGNATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL proporciones, edad y condiciones de curado. Ensayos. Factores que influyen en los resultados: tamaño y forma de la probeta; condiciones de moldeo, contenido de humedad y temperatura de la probeta en el momento del ensayo. Encabezado, velocidad de aplicación de las cargas. Ensayos no destructivos, empleo y limitaciones. Propiedades elásticas. Módulo de elasticidad, distintos módulos. Forma de determinarlos, relación con la resistencia. Relación de Poisson. Propiedades térmicas. Conductibilidad, calor específico. Difusividad. Aumento de temperatura del hormigón por efecto del calor de hidratación. Fisuración térmica. Permeabilidad. Estructura de poros y capilares. Factores que influyen en la permeabilidad: relación a/c; cementos, agregados, curado, adiciones minerales. Durabilidad. Productos de reacción del cemento con el medio agresivo. Ataques y reacciones deletéreas. Aguas puras, ácidas, agresivas. Acción de iones, sulfatos y cloruros, álcali-agregado, agua de mar. Otros agentes químicos. Modo de prevenirlos. Especificaciones. Dosificación. Variables a tener en cuenta en la dosificación. Niveles de resistencia y requisitos por durabilidad. Método de los pastones de prueba. Método del American Concrete Institute (ACI). Referencia sobre otros métodos. Ajustes y transformaciones. Elaboración del hormigón. Medición de los materiales componentes. Mediciones en peso y en volumen Mezclado. Tipos de mezcladoras. Tiempo de mezclado. Hormigón elaborado. Transporte del Hormigón. Hormigón transportado por bombeo. Canaletas y cintas transportadoras. Colocación del hormigón. Compactación manual y por vibración. Características de las mezclas a compactar por vibración. Curado. Tiempo de curado. Distintos métodos. Hormigones de características especiales. Hormigonado en tiempo frío y caluroso. Hormigón masivo: Hormigón liviano. Hormigón pesado. Hormigón colocado bajo agua. Otros Inspección de obra y control de calidad. Necesidad y objetivo. Especificaciones. Resistencia determinada sobre probetas moldeadas y sobre testigos extraídos de la estructura. Control estadístico de la resistencia del hormigón, dispersión, coeficiente de variación. Resistencia media y característica. Ensayos no destructivos. Esclerómetro, ultrasonido, otros. UNIDAD V: METALES Generalidades y Propiedades Mecánicas. Proceso de deformación y rotura, bajo carga de tracción estática. Límite elástico, cizallamiento crítico, tensión de rotura. Diagrama nominal y real de tensiones. Endurecimiento mecánico. Ensayo de tracción y plegado. Aceros para hormigón armado y pretensado. Aceros para estructuras metálicas. Especificaciones técnicas. Torsión. Torsión: proceso de deformación y rotura de un metal dúctil y frágil. Estado de tensiones. Módulo de elasticidad transversal (G), ensayo de torsión simple. Dureza. Concepto. Dureza Brinell, Rockwell, Shore y Vickers. Ensayos y especificaciones. Choque. Resistencia. Ensayos. Fenómenos dependientes del tiempo: fatiga y creep, características, forma de rotura. Ensayos no destructivos. Tintas penetrantes, magnéticas, electromagnéticas, ultrasonido, radiología industrial. Empleo, interpretación de resultados, limitaciones. ii

4 ASIGNATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL UNIDAD VI: MADERAS Estructura interna: micro y macro estructura. Anomalías y defectos. Características físicas y mecánicas. Influencia de la humedad. Ensayos estáticos y dinámicos. Maderas artificiales; tratadas, compensadas, laminadas, aglomeradas. Aplicaciones. iii

5 ASIGNATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL BIBLIOGRAFÍA DE LA ASIGNATURA ESTUDIO DE MATERIALES II Bibliografía APUNTES DE ENSAYOS DE MATERIALES. López Zigarán, R. CALES Y YESOS. Arredondo, F. Instituto E. Torroja. CURSO DE TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN. Castiarena, A. (AATH). DISEÑO Y CONTROL DE MEZCLAS DE CONCRETO. Pórtland Cement Association (PCA). DURABILIDAD DEL HORMIGÓN ESTRUCTURAL. Asociación Argentina de Tecnología del Hormigón (AATH). ENSAYOS INDUSTRIALES. González Arias, A. - Palazón, A. C. A. ENSAYO DE MATERIALES. Helfgot, Aarón. HORMIGÓN. MATERIALES, VIDA ÚTIL Y CRITERIOS DE CONFORMIDAD Y SUS CONSIDERACIONES EN EL REGLAMENTO CIRSOC Giovambattista, A. HORMIGONES ESPECIALES. Asociación Argentina de Tecnología del Hormigón (AATH). HORMIGONES ESPECIALES. Di Pace, G. D. Publicación del Instituto del Cemento Pórtland Argentino (ICPA). MADERAS. Arredondo F. MANUAL DE DISEÑO PARA MADERAS DEL GRUPO ANDINO. Junta del Acuerdo de Cartagena. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. Orus Asso, F. MATERIALES DE INGENIERÍA Y SUS APLICACIONES. Flinn, Richard A. - Trojan, Paul K. MECÁNICA DE MATERIALES. Hibbeler, R. C. METALES Y ALEACIONES. Calvo Rodés, R. TECNOLOGÍA DEL CONCRETO (Tomos I, II y III). Neville, A. TECNOLOGÍA DE LA MADERA. López Zigarán, R. TECNOLOGÍA DE LA MADERA. Biblioteca Profesional EPS (Ediciones Don Bosco, Barcelona). Material Docente de la Asignatura CALES y YESOS. Apuntes de Cátedra. CEMENTOS SIMPLES Y COMPUESTOS. ENSAYOS DE APTITUD. Apuntes de Cátedra. MORTEROS. Apuntes de Cátedra. MADERAS. Apuntes de Cátedra. CONFORMIDAD DEL HORMIGÓN. EJEMPLOS DE CONFORMIDAD CON LA RESISTENCIA ESPECIFICADA. Apuntes de Cátedra. CARACTERIZACIÓN DEL HORMIGÓN AUTOCOMPACTABLE (HAC) EN ESTADO FRESCO. SINOPSIS DE LOS ENSAYOS DE EXTENDIDO DEL HAC. Apuntes de Cátedra. iv

6 ASIGNATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Referencias Reglamentarias REGLAMENTO CIRSOC 201 (2005). Reglamento Argentino de Estructuras de Hormigón. REGLAMENTO INPRES-CIRSOC 103. Normas argentinas para las construcciones Sismorresistentes. Parte III Construcciones de Mampostería. Referencias Normativas Detalladas en los respectivos enunciados de los Trabajos Prácticos. v

7 ASIGNATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL REQUISITOS PARA EL CURSADO Y APROBACIÓN ESTUDIO DE MATERIALES II Requisitos para cursar la Asignatura Regularidad en las asignaturas Estudio de Materiales I, Estabilidad II. Aprobación de las asignaturas Geología Básica y Probabilidad y Estadística. Requisitos para obtener la regularidad en la Asignatura Asistencia al 80% de las clases teóricas. Asistencia al 100% de las clases prácticas y de laboratorio. Aprobación de la carpeta de trabajos prácticos. Aprobación de los exámenes parciales con nota igual o mayor a 4. Recuperación de los exámenes parciales Podrán recuperarse ambos exámenes para obtener la regularidad. Requisitos para obtener la promoción en la Asignatura Asistencia al 80% de las clases teóricas. Asistencia al 100% de las clases prácticas y de laboratorio. Aprobación de la carpeta de trabajos prácticos. Aprobación de exámenes parciales con nota igual o mayor a 7. Al momento de rendir cada examen parcial, el alumno deberá tener presentado y aprobado los trabajos prácticos de acuerdo al Cronograma. Para tener derecho a ser promovido, son requisitos que el Alumno haya aprobado previamente las asignaturas Estudio de materiales I y Estabilidad II. Recuperación de los exámenes parciales Podrán recuperarse los dos exámenes parciales para obtener la promoción en la Asignatura. La nota del examen de recuperación deberá promediarse con la obtenida previamente en el parcial, y dicho promedio deberá ser igual o mayor a 7 para obtener la promoción. El alumno aplazado en alguno de los parciales pierde la posibilidad de promocionar la asignatura. Requisitos para rendir la Asignatura como Alumno regular Para tener derecho a rendir la Asignatura como alumno regular, son requisitos que el Alumno haya aprobado previamente las asignaturas Estudio de materiales I y Estabilidad II. Al momento del examen el alumno deberá presentar la carpeta de trabajos prácticos aprobada. vi

8 ASIGNATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Presentación de los trabajos prácticos La presentación de los trabajos prácticos tiene carácter individual. En la presentación deberá constar el nombre y CX del Alumno, y el nombre del Docente a cargo. Los prácticos deberán ser presentados y aprobados dentro de los plazos establecidos en el Cronograma de Presentación y Aprobación de trabajos prácticos. De no cumplirse con este requisito el alumno perderá la posibilidad de promocionar la Asignatura. Una vez completado los trabajos prácticos, los mismos deberán ser presentados en carpeta o anillados para certificar que ha completado las prácticas establecidas. Evaluaciones parciales Las evaluaciones durante el cursado de la Asignatura comprenden dos exámenes parciales teóricoprácticos. Tendrán derecho a rendir los exámenes parciales con posibilidad de promoción los alumnos que hayan aprobado los correspondientes trabajos prácticos de acuerdo al cronograma. Docentes de cátedra Mgr. Ing. Silvia Beatriz Palazzi. Profesora Titular. Mgr. Ing. Domingo Luis Amín. Profesor Asociado. Mgr. Ing. Hugo Daniel Anaya. Profesor Adjunto. Ing. Luis Enrique Leiva. Profesor Adjunto. Ing. Cristina Arias. Auxiliar Docente Graduado. Mgr. Ing. Sergio García. Auxiliar Docente Graduado. Mgr. Ing. Daniel Rodrigo Isas Pedraza. Auxiliar Docente Graduado. Srta. Gabriela González Billón. Ayudante Estudiantil. Laboratorio de Ensayos de Materiales FACEyT - UNT. Av. Independencia 1800 San Miguel de Tucumán. Tel.: , Interno 7782/ Correo electrónico: lem@herrera.unt.edu.ar vii

9 ESTUDIO DE MATERIALES II - TRABAJOS PRÁCTICOS ESTUDIO DE MATERIALES II - INGENIERÍA CIVIL TRABAJOS PRÁCTICOS 2015 ALUMNOS:

10 ASINATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II - INGENIERÍA CIVIL TRABAJOS PRÁCTICOS 2015 ALUMNOS: TRABAJO PRÁCTICO Nº 1 TP N 1: PARTE A. CEMENTOS SIMPLES. Cales y Yesos. Ensayos de Aptitud Los ensayos en cales y yesos permiten controlar la calidad de estos materiales mediante la determinación de sus características físicas, mecánicas y químicas. Objetivos del trabajo práctico.- Evaluar requisitos físicos en cales y yesos, necesarios para determinar su aptitud de empleo. Informe. Ensayos de aptitud en Cales vivas aéreas a) Determine el tipo de apagado de una muestra de cal viva. b) Determine el rendimiento volumétrico del material apagado. Para ello es necesario previamente obtener una pasta en consistencia normal de acuerdo a las especificaciones normativas. c) Determine los valores de residuo sobre tamiz del material apagado. En cada caso adjunte una reseña de los procedimientos y equipos del ensayo. Concluya si el material satisface los requisitos de la Norma IRAM Informe. Ensayos de aptitud en Yesos a) Determine el tiempo de fraguado inicial y final de una muestra de yeso. b) Determine la finura del material. En cada caso adjunte una reseña de los procedimientos y equipos del ensayo. Concluya si el material satisface los requisitos de la Norma IRAM Bibliografía CALES Y YESOS. Arredondo, F. Instituto E. Torroja. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. Orus Asso, F. Apuntes de Cátedra CALES y YESOS. Apuntes de Cátedra. CEMENTOS SIMPLES y COMPUESTOS. ENSAYOS de APTITUD. Apuntes de Cátedra. Referencias Normativas IRAM Cal hidráulica de origen natural, hidratada, en polvo, para construcción. IRAM Yeso cocido para revoques. Características. IRAM Cal aérea hidratada, en polvo, para construcción. IRAM Cal viva aérea para construcción. 1

11 ASINATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II - INGENIERÍA CIVIL TRABAJOS PRÁCTICOS 2015 ALUMNOS: TP N 1: PARTE B. CEMENTOS COMPUESTOS. Cemento Pórtland. Ensayos de aptitud Los ensayos en cementos permiten controlar la calidad de estos materiales mediante la determinación de sus características físicas, mecánicas y químicas. Objetivos del trabajo práctico.- Evaluar requisitos físicos y mecánicos en una muestra de cemento Pórtland, necesarios para determinar su aptitud de empleo. Son de aplicación las Normas IRAM. Informe. Ensayos de aptitud en Cemento Pórtland Para cada uno de los ensayos debe adjuntar una reseña con la finalidad del mismo, los procedimientos, equipos empleados y los resultados obtenidos. a) Pasta de consistencia normal. Determine de acuerdo a Norma el contenido de agua necesaria para obtener la pasta de consistencia normal del cemento. b) Tiempo de fraguado. Determine de acuerdo a Norma el tiempo de fraguado del cemento. El ensayo se realiza empleando la pasta en consistencia normal. c) Resistencia a compresión. Determine de acuerdo a Norma la resistencia a compresión del cemento. d) Concluya si el cemento satisface los requisitos de la Norma IRAM 50000:2010 (cementos para uso general), comparando los resultados de los ensayos obtenidos en b) y c) con los límites establecidos en la citada Norma. e) Describa sintéticamente la finalidad, procedimientos y equipos del ensayo para la determinación de la superficie específica por permeabilidad al aire (método de Blaine). f) Describa sintéticamente la finalidad, procedimientos y equipos del ensayo de expansión en autoclave (determinación de la constancia de volumen). Bibliografía DISEÑO Y CONTROL DE MEZCLAS DE CONCRETO. Pórtland Cement Association (PCA). TECNOLOGÍA DEL CONCRETO (Tomos I, II y III). Neville, A. Apuntes de Cátedra CEMENTOS SIMPLES Y COMPUESTOS. ENSAYOS DE APTITUD. Apuntes de Cátedra. Referencias Normativas IRAM Cemento. Método de ensayo para la determinación de la consistencia normal. IRAM Cemento. Método de ensayo para la determinación del tiempo de fraguado. IRAM Cemento. Método de ensayo de la expansión en autoclave. IRAM Cemento Pórtland. Método de ensayo de finura por tamizado húmedo. IRAM Cemento Pórtland. Determinación de resistencias mecánicas. IRAM Cemento Pórtland. Método de ensayo de finura por tamizado seco y por determinación de la superficie específica por permeabilidad al aire (método de Blaine). 2

12 ASINATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II - INGENIERÍA CIVIL TRABAJOS PRÁCTICOS 2015 ALUMNOS: IRAM :2010 Cemento. Cemento para uso general. Composición, características, evaluación de la conformidad y condiciones de recepción. IRAM 50001:2010 Cementos con propiedades especiales. Referencias Reglamentarias REGLAMENTO CIRSOC 201 (2005). Reglamento Argentino de Estructuras de Hormigón. 3

13 ASINATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II - INGENIERÍA CIVIL TRABAJOS PRÁCTICOS 2015 ALUMNOS: TP N 1: PARTE C. Recopilación de información de Cales, Yesos y Cementos Objetivos del trabajo práctico.- Conocer tipos y marcas de cementos simples y compuestos que se comercializan en nuestro país y en el medio. Informe. Información comercial de Cales, Yesos y Cementos Se pide al alumno que informe sobre: a) Las marcas comerciales de cales, yesos y cementos Pórtland empleados en la construcción en Argentina y en la provincia de Tucumán. b) Los tipos de cada uno de estos materiales. c) Incorporar al menos dos fichas técnicas de cada material, precios, forma de presentación del producto. Referencias de búsqueda Para las marcas comerciales del cemento Pórtland fabricados en Argentina deben visitar los sitios de las fábricas de elaboración. Además pueden visitar la página del Laboratorio de Ensayo de Materiales, cuyo sitio web es: http/ En la ventana ENLACES, además de encontrar sitios de interés vinculados con los materiales de construcción, podrá acceder a la página de Asociación de Fabricantes de Cemento Pórtland y a partir de allí encontrará los vínculos para acceder a la información requerida. Para las marcas de cales y yesos fabricadas en el país puede visitar el sitio de páginas amarillas o el portal de la industria Para conocer las marcas de los cementos que se comercializan en la provincia de Tucumán, deberán visitar locales de venta de materiales de construcción. 4

14 ASINATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II - INGENIERÍA CIVIL TRABAJOS PRÁCTICOS 2015 ALUMNOS: TRABAJO PRÁCTICO Nº 2. MORTEROS. Dosificación de morteros Objetivos del trabajo práctico. Conocer los procedimientos de dosificación de morteros. Informe. Dosificación de Morteros Ejercicio 1. Determine las cantidades de los materiales necesarios para ejecutar los muros medianeros de un terreno de 10 m de frente por 30 m de fondo, empleando ladrillo cerámico común. Las dosificaciones de las mezclas se realizarán por metro cúbico. El espesor de las paredes será de 0,30 m y su altura de 4 m. Toda la medianera llevará su capa aisladora horizontal y sobre la pared Sur, de 10 m de ancho, se realizará una capa aisladora vertical. Las superficies internas de los muros tendrán revoque grueso y fino. Los cimientos ya se ejecutaron con anterioridad. 10m 30m N Ejercicio 2. Para remodelar un ambiente de una vivienda se ejecutarán muros divisorios de mampostería de 0,20 m, según las dimensiones del gráfico adjunto, empleando ladrillo cerámico hueco. Determine las cantidades de materiales necesarios para ejecutar los muros. Las dosificaciones de las mezclas se realizarán por metro cúbico. L.M. Escritorio 3,50 3,50 5

15 ASINATURA: ESTUDIO DE MATERIALES II - INGENIERÍA CIVIL TRABAJOS PRÁCTICOS 2015 ALUMNOS: Bibliografía MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. Orus Asso, F. Apuntes de Cátedra MORTEROS. Apuntes de Cátedra. Referencias Reglamentarias REGLAMENTO INPRES-CIRSOC 103 Normas argentinas para las construcciones Sismorresistentes. Parte III Construcciones de Mampostería. Capítulo 5 Calidad de los componentes de la mampostería. 6