RESISTENCIA DEL CONCRETO REFORZADOA FLEXION

Jesus Pardo, Fabin Marciales, Pablo RondnEstudiantes de Ingeniera Civil. Diseo Estructural

RESUMEN

El ensayo de la resistencia a la flexin, se realiza para comprobar la carga que es capaz de soportar elementos estructurales sometidos a esta. A partir de los estudios realizados a los materiales que componen el concreto y el acero que colabora con una mayor resistencia a la traccin, ya que en las estructuras que se construyen en el pas se debe asegurar la resistencia a diferentes fuerzas aplicadas en estas.

ABSTRACT

The test of resistance to bending, is made to check the load which is capable of supporting structural elements subjected to this. From studies of the materials that make up concrete and steel works with a higher tensile strength, as in the structures being built in the country should be resistant to various forces applied on them.

INTRODUCCION

El ensayo de la resistencia a la flexin, se realiza para medir la resistencia a la traccin del concreto. En este ensayo lo que se busca es hallar la resistencia a la falla por momento de una viga reforzada con aceros norma NTC 2289. La norma colombiana del INVIAS I.N.V.E - 414 07, la cual dicta que se debe fallar mediante la aplicacin de cargas en los puntos tercios de la viga.

La resistencia a la flexin es expresada como el Mdulo de Rotura que en nuestro caso tiene como unidad de medida N/mm (MPa). Esta depende del tipo de material, las dimensiones de la viga y el volumen grueso utilizado, pero si queremos una mejor relacin para estos materiales, se obtiene a partir de los ensayos realizados en laboratorio. Como resultado, el Mdulo de Rotura con el ensayo de carga aplicada en los tercios de la viga ser entre un 10% y un 15% menor al del ensayo con carga aplicada en el punto central de la viga.

METODOS Y MATERIALES

El concreto es un material compuesto utilizado mayormente en la construccin. Est compuesto esencialmente por cemento, agregado, agua y algunos aditivos. Para el caso de este ensayo, se utilizara el concreto reforzado que como su nombre lo indica, esta reforzado por acero segn la norma tcnica colombiana NTC 2289, ya que el concreto simple tiene una baja resistencia a la flexin, casi nula, lo que hace del acero un buen complemento, el cual ayudara a mejorar la resistencia.

El proceso para la realizacin del ensayo inicia con los ensayos pertinentes para los agregados, ya que para lograr una buena resistencia se necesita tener la materia prima adecuada, despus de esto procedemos a evaluar el cemento que se utilizara para la mezcla, ya realizados estos ensayos se procede a disear la mezcla para la resistencia deseada, la cual es de 24 MPa. Es por esto que se revisan las diversas formas para disear mezclas de concretos aprendidas durante la carrera, donde se encontraran las proporciones ptimas de cada material que compone el concreto.

En primera instancia se dispuso a sacar las cantidades tericas de obra de las granulometras respectivas, teniendo en cuenta relacin agua cemento y agregados finos y gruesos para alcanzar la resistencia requerida que en este caso sera de 24Mpa.Se realiz la prueba con el cono slump para verificar la relacin agua cemento fuera ptima y cumpliera con las dosificaciones requeridas para hacer utilizadas en las vigas en cuestin.Se realizaron los encofrados respectivos para las vigas que consistan en 6 moldes; dos de ellos de un metro otros, dos de metro y medio y los ltimos dos de dos metros cuyas dimensiones transversales serian de 10cm x 20cm. Se dispuso a realizar la mezcla de todas las vigas por lo que se sac las dosificaciones requeridas para estas en agua cemento arena y grava y se realiz la mezcla de manera manual.Luego de tener la mezcla debidamente realizada se dispuso a ponerla en el encofrado respectivo y a de profundidad se adicionaron los refuerzos pertinentes, junto con una varilla se trat de homogenizar la muestra en la formaleta y junto con un martillo se adicionaban golpes para sacar el aire de la muestra.A las 24 horas aproximadamente se dispuso a dejar las vigas en curado por 8 das para que desarrollaran ms resistencia, por lo que se dej en curado 8 das con velobain puesto que las instalaciones de la universidad no cumplan con el espacio adecuado para curarlas all.Luego de dicho tiempo se procedi a la parte de fallido de las muestras para obtener su resistencia a flexin de esta manera se dispone la muestra sobre la mquina de ensayo y se centra la viga sobre los bloques de carga en relacin a la fuerza aplicada estados la superficie del espcimen a puntos tercios de los soportes.De esta manera la maquina va aportando un esfuerzo a la viga que va en aumento generando una deformacin hasta que se produce la falla de la misma.CALCULOS

Se hace la comparacin de resultados entre las vigas con refuerzo de 3/8 y , analizando la carga mxima permisible, las deformaciones mximas. A continuacin se muestra la deformacin que presenta la viga contra la carga aplicada de acuerdo a la herramienta que se encuentra en el laboratorio, cabe resaltar que este proceso se hizo manualmente, por lo cual la carga no presenta un incremento de manera uniforme, pero al compararla con la deformacin presentada y las grficas resultantes se puede observar que los materiales se comportan de manera monoltica, asegurando as en la mayora de los casos presentados en este informe que tanto el concreto como el acero lleguen a su punto de quiebre de manera conjunta.El modelo que se utiliz para cargar la Viga es el presentado en la Norma I.N.V.E 414 - 07, ilustrado a continuacin:

A continuacin se presentan las grficas de acuerdo al refuerzo y la longitud de la viga.

Viga 2 m Refuerzo

Viga 1.5 m Refuerzo

Viga 1 m Refuerzo

Viga 2m Refuerzo 3/8

Viga 1.5m Refuerzo 3/8

Viga 1m Refuerzo 3/8

DISCUSION DE RESULTADOSAl analizar las tablas de cada una de las Vigas y sus respectivas Deformacin y Cargas aplicadas se puede ver que el refuerzo afecta los siguientes aspectos: Incremento considerable en la carga mxima que puede soportar la viga. La deflexin que presentaron ambas vigas es considerablemente menor en la de 3/8Como los dos objetos de anlisis en este laboratorio fueron la carga y la deformacin que podra soportar cada una de las vigas de acuerdo al refuerzo utilizado, dejando este como valor constante, es decir la misma cantidad de barras en las vigas, se llega a la conclusin que el rea de acero usada para una cantidad de acero igual, es decir, la cuanta de las vigas afecta de manera considerable la resistencia a flexin que presentan las vigas, destacando que no se ha sobrepasado la cuanta mxima expresada en la NSR-10, el clculo de esta cuanta es meramente informativo ya que se ha considerado un rea de acero para encontrar la carga mxima que puede soportar.En las grficas no se alcanza a observar el desarrollo completo de las deformaciones para las vigas de flexin debido a que los instrumentos del laboratorio no permitan una medida mayor a las obtenidas de acuerdo al montaje que se realiz en este informe.Las fallas presentadas en las diferentes vigas presentan una zona de falla a la esperada de acuerdo a la teora encontrada sobre este tipo de ensayos, esta falla esta ilustrada en las fotografas de soporte del ensayo.Por errores humanos la viga que mayor inconsistencia presento fue la de un metro con refuerzo de , ya que su falla se present al costado derecho con un ngulo de 45, esto debido a que fue la ltima en fundirse y su curado no fue el preciso, as mismo en esta viga no se asegur que los materiales trabajen de manera monoltica, como se observa en esta ha fallado en concreto mas no el acero, esto debido a errores de fundicin.As mismo se cabe resaltar que los resultados obtenidos, para un concreto diseado de 24Mpa, no se alcanzaron los mximos esperados en cuanto a resistencia y deformaciones debido a errores humanos en la fundicin del concreto, curado o vibrado de las vigas, esto debido a falta de practica por los estudiantes, ya que el diseo de mezcla se hizo de acuerdo a los instructivos que se han tenido en clases anteriores y soportados por los ensayos anteriormente descritos.BIBLIOGRAFIA REGLAMENTO COLOMBIANO SISMO RESISTENTE NSR-10, Comisin Asesora Permanente Para el Rgimen de Construcciones Sismo Resistentes, Asociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica, Bogota D.C. 2012.

CIBERGRAFIA http://www.nrmca.org/aboutconcrete/cips/CIP16es.pdf ftp://ftp.unicauca.edu.co/Facultades/FIC/IngCivil/Especificaciones_Normas_INV-07/Normas/Norma%20INV%20E-414-07.pdf http://www.revistacyt.com.mx/images/problemas/2008/pdf/DICIEMBRE.pdf