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Investigación de las propiedades físicas y mecánicas del concreto y el acero de refuerzo, características y ejemplos
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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¡No te pierdas las partes importantes!
PROPIEDADES FÍSICAS Y
MECÁNICAS DEL CONCRETO Y
EL ACERO DE REFUERZO
Generalidades..................................................... Concreto...................................................... Concreto de refuerzo............................................ Acero......................................................... Acero de refuerzo............................................... Propiedades Físicas del concreto..................................... Trabajabilidad.................................................. Durabilidad.................................................... Impermeabilidad................................................ Cambio de volumen............................................. Homogeneidad................................................. Resistencia..................................................... Permeabilidad.................................................. Peso.......................................................... Las propiedades del concreto dependen de diversos factores......... Propiedades mecánicas del concreto................................. Resistencia a la compresión...................................... Resistencia a la tensión.......................................... Módulo de elasticidad y relación de Poisson........................ Resistencia a la abrasión......................................... Propiedades Físicas del acero........................................ Cuerpo........................................................ Térmicas...................................................... Eléctricas...................................................... Ópticas........................................................ Magnéticas.................................................... Propiedades mecánicas del acero.................................... Ductilidad...................................................... Dureza........................................................ Plasticidad..................................................... Tenacidad..................................................... Resistencia a la tensión.......................................... Maleabilidad................................................... Fatiga......................................................... Bibliografía........................................................
03 03 03 03 03 04 04 04 04 05 05 05 06 06 06 07 07 08 08 08 09 09 09 09 09 09 10 10 10 10 11 11 11 11 12
Es una propiedad importante para muchas aplicaciones del concreto. En esencia, es la facilidad con la cual pueden mezclarse los ingredientes y la mezcla resultante puede manejarse, transportarse y colocarse con poca pérdida de la homogeneidad. “En la prueba de revenimiento se coloca un espécimen o probeta de la mezcla en un molde de forma troncocónica, de 12 pulg de altura, con base de 8 pulg y parte superior de 4 pulg de diámetro. (Especificación ASTM C 143.) Cuando se quita el molde se mide el cambio en la altura de la probeta”. Cuando la prueba se efectúa de acuerdo con la especificación ASTM, el cambio en la altura se considera como revenimiento. Trabajabilidad es la facilidad de colocar, consolidar y acabar al concreto recién mezclado. El concreto debe ser trabajable pero no se debe segregar ni sangrar excesivamente.
Es una importante propiedad del concreto que puede mejorarse, con frecuencia, reduciendo la cantidad de agua en la mezcla. El exceso de agua deja vacíos y cavidades después de la evaporación y, si están interconectados, el agua puede penetrar o atravesar el concreto.
Una propiedad física es aquella que se basa principalmente en la estructura del objeto, sustancia o materia, que es visible y medible. Siendo las del concreto:
Durabilidad del concreto
Trabajabilidad del concreto
Es otra importante propiedad del concreto. Debe ser capaz de resistir la intemperie, acción de productos químicos y desgastes, a los cuales estará sometido en el servicio. Gran parte de los daños por intemperie sufridos por el concreto pueden atribuirse a los ciclos de congelación y descongelación.
Impermeabilidad del concreto
Decir que un hormigón debe ser homogéneo indica que debe ser uniformemente heterogéneo, es decir, que en cualquier parte de su masa los componentes del hormigón deben estar perfectamente mezclados y en la proporción prevista en el diseño de la mezcla.
La mezcla adecuada de los componentes del hormigón y la homogeneidad de la masa se logra en la amasadora y hormigonera, pero, esta mezcla puede dislocarse durante el transporte, el vertido y durante el compactado. Esto puede dar lugar a que los elementos constitutivos del hormigón tiendan a separarse unos de otros y a decantarse de acuerdo con su tamaño y densidad. A este fenómeno indeseable de separación de los elementos constitutivos de la mezcla se le denomina segregación del hormigón.
Es una propiedad del concreto que casi siempre, es nativo de preocupación. Por lo general, se determina por la resistencia final de una probeta en compresión; pero, en ocasiones por la capacidad de flexión o de tensión. Como el concreto suele aumentar su resistencia en un periodo largo, la resistencia a la compresión a los 28 días es la medida más común de esta propiedad (Waddell, 1968). “Resistencia a la compresión se define como la máxima resistencia medida de un espécimen de concreto o de mortero a carga axial”. Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado a una edad de 28 días y se le designa con el símbolo f’c (Kosmatka y Panarese, 1992).
Es otra característica del concreto que se debe tener en cuenta. La expansión debida a las reacciones químicas entre los ingredientes del concreto puede ocasionar pandeo y la contracción al secarse puede ocasionar grietas.
Grieta en concreto
La exudación del hormigón es otra forma de segregación en la que el agua tiende a elevarse hacia la superficie de la mezcla de hormigón como consecuencia de la incapacidad de los áridos de arrastrarla con ellos al irse compactando. Esta agua crea en la superficie del hormigón una capa delgada, débil y porosa que no tiene resistencias ni es durable.
Mezcla uniformemente heterogénea
Compresión de cilindros de concreto
La resistencia a la compresión se puede definir como la máxima resistencia medida de un espécimen de concreto o de mortero a carga axial.
La resistencia potencial a la compresión suele estimarse con muestras de concreto tanto en estado fresco como en estado endurecido.
Los parámetros de realización de las pruebas se encuentran determinados en las correspondientes normas con el ánimo de reducir al mínimo las variaciones por efecto de forma, tamaño, preparación, curado, velocidad de carga, etc. propias de cada muestra.
Resistencia a la compresión Resistencia a la torsión Modulo de elasticidad y relación de Poisson Resistencia a la abrasión
Para el diseño de estructuras de concreto simple, de concreto armado, de concreto pre-esforzado, se utilizan las propiedades mecánicas del concreto endurecido. Entre las más importantes se tiene:
Pruebas de concreto
Es la relación que existe entre el esfuerzo y la deformación unitaria axial al estar sometido el concreto a esfuerzos de compresión dentro del comportamiento elástico. Es la pendiente de la secante definida por dos puntos de la curva del esfuerzo-deformación, dentro de esta zona elástica. La Relación de Poisson es la relación entre las deformaciones transversal y longitudinal al estar sometido el concreto a esfuerzos de compresión dentro del comportamiento elástico.
Prueba de tensión directa: Por medio del ensayo de especímenes cilíndricos o prismáticos, sometidos a una fuerza de tensión axial. Prueba de tensión indirecta: Mediante el ensayo de especímenes cilíndricos, sujetos a una carga de compresión diametral. Prueba de tensión por flexión en especímenes prismáticos (vigas).
Depende de las resistencias a tensión propias de la pasta de cemento y los agregados, y de la adherencia que se genera entre ambos, la influencia relativa de estos factores puede variar en función de los procedimientos que se utilizan para determinar la resistencia del concreto a tensión, que son básicamente tres y se presentan esquemáticamente.
III.MÓDULO DE
ELASTICIDAD Y
RELACIÓN DE POISSON
Coeficiente de Poisson
IV. RESISTENCIA A LA ABRASIÓN Resistencia a la abrasión es la habilidad de la superficie a resistir el desgaste realizado por el alto tráfico peatonal y de equipo mecánico. Los pisos, pavimentos y estructuras hidráulicas son expuestos a abrasión o al desgaste, por lo que en estas aplicaciones el concreto necesita tener alta resistencia a abrasión. Los resultados de los ensayos indican que la resistencia a abrasión está fuertemente relacionada con la resistencia a compresión del concreto. Un concreto con mayor resistencia a compresión tiene más resistencia a abrasión que el concreto con menor resistencia a Prueba de tensión directa compresión.
Es la capacidad que tiene el acero de conservar su forma después de ser sometido a un esfuerzo. Los aceros que son aleados con pequeños porcentajes de carbón son más plásticos.
Es la elongación que sufre la barra cuando se carga sin llegar a la rotura. Las especificaciones estipulan que el estiramiento total hasta la falla no sea menor que cierto porcentaje mínimo que varía con el tamaño y grado de la propia barra.
Ductilidad Plasticidad
se define como la propiedad del acero a oponerse a la penetración de otro material.
Dureza
Las propiedades mecánicas y físicas del acero pueden variar enormemente dependiendo de su composición y porcentaje de impurezas. De esta manera, cuando se quieren lograr unas mejores propiedades mecánicas y físicas, el acero puede ser aleado con otros materiales tales como: cromo, cobalto, cobre, molibdeno, níquel, nitrógeno, selenio, tántalo, titanio, tungsteno o vanadio.
Cuando un elemento estructural se somete a cargas cíclicas, este puede fallar debido a las grietas que se forman y propagan, en especial cuando se presentan inversiones de esfuerzos, esto es conocido como falla por fatiga, que puede ocurrir con esfuerzos menores a la carga de deformación remanente.
Es la máxima fuerza de tracción que soporta la barra, cuando se inicia la rotura, dividida por el área de sección inicial de la barra. Se denomina también, más precisamente, carga unitaria máxima a tracción.
FATIGA
La tenacidad es el concepto que denota la capacidad que tiene el acero de resistir la aplicación de una fuerza externa sin romperse.
Tenacidad
Es la capacidad que presenta el acero de soportar la deformación, sin romperse, al ser sometido a un esfuerzo de compresión.
Cables a tensión
Prueba de tensión
Cables a Acero maleable
http://aducarte.weebly.com/uploads/5/1/2/7/5127290/4._acero_refuerzo.pdf
https://cienciadehoy.com/propiedades-quimicas-y-fisicas-del-acero/
https://www.academia.edu/21569253/CARACTER%C3%8DSTICAS_F%C3%8DSICAS_Y_MEC%C %81NICAS_DEL_ACERO_DE_REFUERZO
https://www.ingenierocivilinfo.com/2010/10/propiedades-del-acero.html
https://www.lifeder.com/propiedades-mecanicas-fisicas-acero/
