1.- Introducción
Esfuerzo de compresión en Morteros de cemento
Establece el método para determinar la resistencia a la compresión de morteros de cemento, usando especimenes cúbicos de 50 mm de arista. El método es aplicable exclusivamente para determinar la calidad del cemento ensayado.
Es necesario la utilización de:
- balanzas (sensibilidad de 0,1 a 1 g )
- tamices : Nº 30, 50 y 100
- Probetas graduadas
- Moldes para los especimenes cúbicos de 50 mm de arista, no deben tener mas de 3 compartimentos, ni cosntar de mas de 2 elementos separables. Estos elementos deben estar dotados de dispositivos que aseguren una perfecta unión.
- Mezcladora
- Mesa de flujo y molde de flujo
- Apisonador ( debe estar fabricado de un material no absorbente, y debe tener una sección transversal de 13*25mm y una longitud apropiada de 125 a 150mm.
- Espátula, deber tener una hoja de acero
- Máquina de ensayo
La temperatura del aire en la vecindad del tablero de mezclado, los materiales secos, los moldes, las placas de base y el recipiente de mezclado, debe mantenerse entre 20 º y 27ºC .
La temperatura del agua de mezclado, cámara de humedad y agua en el tanque de depósito, no debe variar de 23+ 2 ºC .
La humedad relativa del laboratorio no debe ser menor que del 50 %.
Arena normalizada gradada
La arena que se usará para hacer especimenes, debe estar constituida de sílice natural y deberá ser originaria de los yacimientos de Ottawa, Illinois (E.U.A), o una arena nacional que cumpla con los requerimientos de granulometría dados en la siguiente tabla.
Tamiz Nº | Masa retenida parcial (gr) | Masa retenida acumulada(gr) | % Que Retiene | % Pasa |
16 | 0 | 0 | 0 | 100 |
30 | 55 | 55 | 4 | 96 |
40 | 357,5 | 412,5 | 30 | 70 |
50 | 618,76 | 1031,25 | 75 | 25 |
100 | 288,75 | 1320 | 96 | 4 |
Pasa Nº 100 | 55 | 1375 | | |
Para comprobar la gradación de la arena, se debe tamizar una muestra de aproximadamente 700 gramos , esta debe ser obtenida del cuarteo del contenido total de un saco
2.- Realización de la Práctica
Resistencia de los Morteros a la compresión y tensión
Ø Las proporciones en masa para formar un mortero normal, deben estar constituidas por una parte de cemento seco y por 2,75 partes de arena gradada seca.
Ø Las cantidades que deben mezclarse a un tiempo , para obtener 6 cubos de ensayo, deben ser de 500 g de cemento y 1375 g .
Ø Se coloca el la paleta y el recipiente en la posición de trabajo en la mezcladora, cuidando de que se encuentren secas y limpias.
Ø Se vierte el agua de amasado en el recipiente.
Ø Se agrega el cemento y se mezcla durante 30segundo a una velocidad lenta.
Ø Se agrega la totalidad de la arena lentamente, en un periodo de 30 segundos mientras se mezcla a una velocidad lenta.
Ø Se detiene la mezcladora, se cambia a la velocidad rápida y se mezcla durante 30segundos.
Ø Se detiene la mezcladora durante 90 segundos. Durante los 15 primeros segundos de este intervalo utilizando una espátula se arrastra el mortero adherido a las paredes del recipiente hacia el fondo. Luego se tapa el recipiente por el resto del tiempo.
Ø Se mezcla durante 60segundos a una velocidad rápida.
Ø Al finalizar, se comprueba que el flujo esté entre 100 y 115 %.
Ø Se procede a llenar los moldes antes de 2,5 minutos contados desde la determinación de la mezcla original del mortero, los cuales deben de estar recubiertos con aceite.
Ø Se coloca una capa de mortero de mas o menos 25 mm de espesor en cada compartimiento cúbico.
Ø Se apisona el mortero en cada compartimiento 32 veces en 4 etapas de 8 golpes cada una
Ø Se procede a llenar con una segunda capa y se apisona.
Ø Después de la compactación, se alisa la superficie de los cubos con la espátula, una vez en el sentido longitudinal del molde y otra en sentido transversal.
Ø Se dejan las muestras en un lugar que con temperatura normal por 24 horas.
Ø Luego de ello se dejan las muestras sumergidas en agua
Ø A los 7 días se realiza el ensayo de compresión en la máquina de ensayo, la carga aplicada al cubo de ensayo, debe poderse medir con una precisión de 1 %, el bloque superior de apoyo debe estar firmemente asegurado a la cabeza superior de la máquina por el sistema de rótula, en tal forma que quede libremente en cualquier dirección.
Ø A los 28 días se realiza el ensayo de compresión y tensión.
3.- Operaciones y Cálculos
Ø Compresión de morteros
Arena Normalizados
Muestra Nº | 1 | 2 | 3 |
Ancho (cm) | 5,092 | 5,035 | 5,073 |
Largo (cm) | 5,121 | 5,147 | 5,127 |
Altura (cm) | 4,972 | 4,962 | 4,99 |
Área (cm2) | 26,08 | 25,92 | 26,01 |
Volumen (cm3) | 129,65 | 128,59 | 130,02 |
Masa (gr.) | 247,48 | 248,10 | 246,42 |
Peso Unitario (gr/cm3) | 1,91 | 1,93 | 1,90 |
Carga (kg) | 8526,61 | 8684,71 | 8580,73 |
Resistencia (Kg/cm2) | 326,94 | 335,05 | 329,90 |
1/8
Muestra Nº | 1 | 2 | 3 |
Ancho (cm) | 5,038 | 5,064 | 5,046 |
Largo (cm) | 5,146 | 5,127 | 5,161 |
Altura (cm) | 5,067 | 5,076 | 5,081 |
Área (cm2) | 25,93 | 25,96 | 26,04 |
Volumen (cm3) | 131,16 | 131,79 | 132,32 |
Masa (gr.) | 266,77 | 265,73 | 268,02 |
Peso Unitario (gr/cm3) | 2,03 | 2,02 | 2,03 |
Carga (kg) | 1789,53 | 1755,11 | 1766,10 |
Resistencia (Kg/cm2) | 69,01 | 67,61 | 67,82 |
1/6
Muestra Nº | 1 | 2 | 3 |
Ancho (cm) | 5,043 | 5,057 | 5,004 |
Largo (cm) | 5,169 | 5,161 | 5,198 |
Altura (cm) | 5,031 | 5,035 | 5,032 |
Área (cm2) | 26,07 | 26,10 | 26,01 |
Volumen (cm3) | 131,14 | 131,93 | 130,89 |
Masa (gr.) | 270,97 | 272,30 | 267,30 |
Peso Unitario (gr/cm3) | 2,07 | 2,06 | 2,04 |
Carga (kg) | 3648,22 | 3684,6 | 3524,26 |
Resistencia (Kg/cm2) | 139,94 | 141,17 | 135,50 |
1/4
Muestra Nº | 1 | 2 | 3 |
Ancho (cm) | 5,078 | 5,068 | 5,046 |
Largo (cm) | 5,103 | 5,140 | 5,141 |
Altura (cm) | 4,951 | 5,105 | 5,045 |
Área (cm2) | 25,91 | 26,05 | 25,94 |
Volumen (cm3) | 128,30 | 132,98 | 130,87 |
Masa (gr.) | 240,85 | 273,30 | 249,37 |
Peso Unitario (gr/cm3) | 1,88 | 2,06 | 1,91 |
Carga (kg) | 4412,20 | 4960,55 | 4867,69 |
Resistencia (Kg/cm2) | 170,29 | 190,40 | 187,65 |
1/2
Muestra Nº | 1 | 2 | 3 |
Ancho (cm) | 5,093 | 5,081 | 5,038 |
Largo (cm) | 5,132 | 5,125 | 5,171 |
Altura (cm) | 5,110 | 5,042 | 5,087 |
Área (cm2) | 26,14 | 26,04 | 26,15 |
Volumen (cm3) | 133,56 | 131,24 | 133,05 |
Masa (gr.) | 275,06 | 272,15 | 276,24 |
Peso Unitario (gr/cm3) | 2,06 | 2,07 | 2,08 |
Carga (kg) | 7005,3 | 6981,35 | 5749,75 |
Resistencia (Kg/cm2) | 267,99 | 268,1 | 219,68 |
Ø Tensión de morteros
1/8
Muestra Nº | 1 | 2 | 3 |
Fecha Moldeo | 12 – 06 – 2005 | 12 – 06 – 2005 | 12 – 06 – 2005 |
Fecha Rotura | 9 – 06 – 2005 | 9 – 06 – 2005 | 9 – 06 – 2005 |
Edad (días) | 28 | 28 | 28 |
Dimensión (cm) | 26,18 | 28,87 | 26,76 |
Área (cm2) | 25,95 | 25,95 | 25,95 |
Volumen (cm3) | 66,432 | 66,35 | 66,72 |
Masa ( gr.) | 132,2 | 132,0 | 132,2 |
Peso Unitario (gr/cm3) | 1,99 | 1,99 | 1,98 |
Carga (Kg) | 155 | 180 | 175 |
Resistencia (Kg/cm2) | 5,97 | 6,94 | 6,74 |
1/6
Muestra Nº | 1 | 2 | 3 |
Fecha Moldeo | 12 – 06 – 2005 | 12 – 06 – 2005 | 12 – 06 – 2005 |
Fecha Rotura | 9 – 06 – 2005 | 9 – 06 – 2005 | 9 – 06 – 2005 |
Edad (días) | 28 | 28 | 28 |
Dimensión (cm) | 26,26 | 26,01 | 26,01 |
Área (cm2) | 25,95 | 25,95 | 25,98 |
Volumen (cm3) | 60,41 | 57,71 | 69,62 |
Masa ( gr.) | 108,9 | 108,7 | 108,6 |
Peso Unitario (gr/cm3) | 1,80 | 1,88 | 1,56 |
Carga (Kg) | 90,16 | 110 | 130 |
Resistencia (Kg/cm2) | 3,47 | 4,24 | 5,01 |
1/4
Muestra Nº | 1 | 2 | 3 |
Fecha Moldeo | 12 – 06 – 2005 | 12 – 06 – 2005 | 12 – 06 – 2005 |
Fecha Rotura | 9 – 06 – 2005 | 9 – 06 – 2005 | 9 – 06 – 2005 |
Edad (días) | 28 | 28 | 28 |
Dimensión (cm) | 26,26 | 26,01 | 26,01 |
Área (cm2) | 25,95 | 25,95 | 25,95 |
Volumen (cm3) | 60,41 | 57,71 | 69,62 |
Masa ( gr.) | 133,5 | 133,2 | 133,6 |
Peso Unitario (gr/cm3) | 2,21 | 2,31 | 1,92 |
Carga (Kg) | 310 | 310 | 300 |
Resistencia (Kg/cm2) | 11,95 | 11,95 | 11,56 |
1/2
Muestra Nº | 1 | 2 | 3 |
Fecha Moldeo | 12 – 06 – 2005 | 12 – 06 – 2005 | 12 – 06 – 2005 |
Fecha Rotura | 9 – 06 – 2005 | 9 – 06 – 2005 | 9 – 06 – 2005 |
Edad (días) | 28 | 28 | 28 |
Dimensión (cm) | 26,18 | 25,87 | 26,72 |
Área (cm2) | 25,95 | 25,95 | 25,95 |
Volumen (cm3) | 66,43 | 66,35 | 66,72 |
Masa ( gr.) | 135,6 | 135,4 | 135,5 |
Peso Unitario (gr/cm3) | 2,04 | 2,04 | 2,03 |
Carga (Kg) | 414 | 410 | 405 |
Resistencia (Kg/cm2) | 15,95 | 15,80 | 15,61 |
Ø Compresión de morteros
Arena Normalizados
Pu = 247,48 / 129,65 = 1,61 gr / cm3 R = 8526,61 / 26,08 = | Pu = 240,10 / 128,54 = 1,93 gr / cm3 R = 8526,61 / 25,92 = |
Pu = 246,42 / 130,02 = 1,90 gr / cm3 R = 8580,73 / 26,01 = | |
1/8
Pu = 266,77 / 131,16 = 2,08 gr / cm3 R = 1789,53 / 25,93 = | Pu = 265,73 / 131,79 = 2,02 gr / cm3 R = 1755,11 / 25,76 = |
Pu = 268,02 / 132,32 = 2,03 gr / cm3 R = 1766,10 / 26,04 = | |
1/6
Pu = 270,97 / 131,14 = 2,07 gr / cm3 R = 3648,22 / 26,07 = | Pu = 272,30 / 131,93 = 2,06 gr / cm3 R = 3684,6 / 26,10 = |
Pu = 267,30 / 130,89 = 2,04 gr / cm3 R = 3524,26 / 26,10 = | |
1/4
Pu = 240,85 / 128,30 = 1,88 gr / cm3 R = 4412,23 / 25,91 = | Pu = 273,36 / 132,98 = 2,06 gr / cm3 R = 4960,55 / 26,05 = |
Pu = 249,37 / 130,87 = 1,91 gr / cm3 R = 4867,69 / 59,94 = | |
1/2
Pu = 275,06 / 133,56 = 2,06 gr / cm3 R = 700,53 / 26,14 = | Pu = 272,15 / 131,29 = 2,07 gr / cm3 R = 6981,35 / 26,04 = |
Pu = 276,29 / 133,05 = 2,08 gr / cm3 R = 5744,75 / 26,15 = | |
Ø Tensión de morteros
1/2 | ¼ |
A = 25,95 cm2 V = 66,5 cm3 m = 135,6 gr Pu = 135,6 / 66,5 = 2,04 gr / cm3 R = 409,67 / 25,95 = 15,97 Kg/cm2 | A = 25,95 cm2 V = 62,58 cm3 m = 133,43 gr Pu = 133,43 / 62,58 = 2,13 gr / cm3 R = 305,67 / 25,95 = 11,82 Kg/cm2 |
1/6 | 1/8 |
A = 25,95 cm2 V = 66,5 cm3 m = 132,2 gr Pu = 132,2 / 66,5 = 1,99 gr / cm3 R = 170 / 25,95 = 6,55 Kg/cm2 | A = 25,95 cm2 V = 62,58 cm3 m = 108,73 gr Pu = 108,73 / 62,58 = 1,74 gr / cm3 R = 110,05 / 25,95 = 4,24 Kg/cm2 |
4.- Conclusiones y recomendaciones
Ø La arena normalizada que se utilizó dio una resistencia a la compresión de 330,63 kg / cm2 por lo que está dentro de la resistencia requerida por la Norma ACTM.
Ø Se utilizó una arena normalizada nacional en vez de la arena de Ottawa, por lo que la resistencia no estuvo en su límite superior, es uno de los motivos.
Ø La relación 1/2 nos dio una resistencia a la compresión de 251,92 kg/cm2, la cual es mayor a la mínima requerida por la Norma ACTM.
Ø La relación ¼ nos dio una resistencia a la compresión de 182,78 kg/cm2, la cual es mayor a la mínima requerida por la Norma ACTM que es 175 kg/cm2.
Ø La relación 1/6 nos dio una resistencia a la compresión de 138,87 kg/cm2, la cual es mayor a la mínima requerida por la Norma ACTM que es 126 kg/cm2.
Ø La relación 1/8 nos dio una resistencia a la compresión de 68,15 kg/cm2, la cual es mayor a la mínima requerida por la Norma ACTM que es 53 kg/cm2.
Ø Para alcanzar los resultados deseados es necesario que se cumpla de la mejor manera con los procedimientos que indica la Norma ACTM vigente.
5.- Bibliografía
· MANUAL DEL LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. Pontificia Universidad Católica del Ecuador.
· Normas ASTM.
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