MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO DEL CONCRETO Pagina 1 de 5 LABORATORIO EXPERIMENTAL DEL Fecha: 2003-10-14 DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y MINAS Revisión: 0

Revisó y aprobó ING. MANUEL R. RAMIREZ CELAYA UNI-IT-CO-31

I.- Objetivo: Describir la metodología que el laboratorio experimental de ingeniería utiliza para determinar el módulo de elasticidad estático en especimenes cilíndricos de concreto. II.- Alcance: Aplica para especimenes cilíndricos de 15 x 30 cm elaborados mediante la norma NMX-C-160 vigente y NMX-C-159 vigente. III.- Herramientas usadas:

Maquina de prueba:

Debe cumplir con lo especificado en la norma NMX-C-083 vigente; contar con dispositivos para aplicar cargas a velocidad constante, con un error menor o igual al 1%. Para poder calcular el esfuerzo correspondiente a 50 millonésima de deformación unitaria, la división mínima en su dispositivo indicador de carga no debe ser mayor de 0.5t y permitir la apreciación de fracciones de 0.25t.

Deformimetros:

Dispositivos que se adaptan a los especimenes y sirven para medir su deformación bajo la carga aplicada.

Para medir deformaciones longitudinales en los especimenes debe usarse

un dispositivo que pueda o no adherirse al espécimen cilíndrico y que permita realizar lecturas con exactitud de .0025mm (una diezmilésima de pulgada) como mínimo en dos líneas de medicion diametralmente opuestas, paralelas al eje longitudinal del cilindro y centradas con respecto a la altura media del espécimen. La longitud efectiva de cada línea de medicion no debe ser menor de 3 veces el tamaño del agregado en el concreto y no mayor de dos tercios de la altura del espécimen; es conveniente que esta longitud de medicion sea de un medio de la altura del espécimen.

Dos anillos y dos micrómetros:

Estos son los más empleados; los anillos deben ser rígidos de preferencia metálicos y estar separados entre si como se indica en el párrafo anterior. Los anillos deben contar con dos barras separadoras que permiten centrarlos perfectamente al espécimen y conservar esta separación fija. Cada anillo debe tener como mínimo 3 tornillos de punta para poder centrar y sujetar perfectamente al espécimen y evitar deslizamientos.

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Los anillos deben contar con elementos diametralmente opuestos que permita la sujeción de los micrómetros empleados para registrar las deformaciones longitudinales.

Dos anillos y un micrómetro:

En este dispositivo un anillo se fija rígidamente al espécimen y el otro se fije en dos puntos diametralmente opuestos, de manera que tenga libertad de oscilar en dichos puntos. En este caso la deformación se lee en un solo micrómetro obteniéndose aproximadamente el doble de la deformación real del espécimen. El factor de multiplicación se calcula de acuerdo a la ecuación siguiente:

F = D / d En donde: F = factor de multiplicación. D = Es la distancia entre el pivote y el eje del micrómetro en cm. d = Es la distancia entre el eje de los dos tornillos y el pivote, en cm. Deformimetros adheribles

Son dispositivos en los cuales se lee el cambio de la resistividad eléctrica de una resistencia al variar el diámetro por cambio de su longitud.

IV.- DEFINICIONES: Modulo de elasticidad estático secante. 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.

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V.- Descripción: Preparación y acondicionamiento de la muestra:

Estos especímenes se elaboran y curan de acuerdo a los procedimientos descritos en UNI-IT-CO-06 "ELABORACIÓN Y CURADO DE ESPECÍMENES DE CONCRETO". La edad de la prueba podrá ser de 14 días o 28 días dependiendo del tipo de concreto o la edad que se requiera conocer el modulo de elasticidad.

Durante el tiempo que transcurra entre el retiro de los especimenes del cuarto

de curado y de el ensaye, deben protegerse cubriéndolos con una jerga húmeda para evitar que pierda humedad, evitando a la vez cambios de temperatura en el área de ensaye.

Una vez retirados los especimenes del cuarto de curado, determinar su masa

(peso), medir y cabecear de acuerdo a lo indicado en el instructivo UNI-IT-CO-03 "CABECEO CON MORTERO DE AZUFRE DE ESPECÍMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO".

ENSAYO DE ESPECÍMENES:

Determina los incrementos de carga a utilizar. Recuerda que entre menor son los incrementos mejor se dibujará la curva esfuerzo - deformación del material. Es recomendable tomar lecturas de deformación a cada 1000 kg.

Coloca el espécimen en una superficie horizontal, plana y firme, donde se le

monte el dispositivo de medición, debe de colocarse el dispositivo que quede exactamente en el centro de los dos anillos.

Una vez ajustados los micrómetros, retirar cuidadosamente las barras que separan los anillos, observando que los andadores de los micrómetros no registran movimientos importantes.

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Coloca el espécimen con el deformimetro sobre la platina de la prensa,

centrándola adecuadamente antes de proceder a aplicar la carga.

Coloca la carátula de los micrómetros en cero

Inicia el proceso de carga.

Aplica la primera carga de 10% al 15% del promedio de resistencia de ruptura.

Aplica una segunda precarga hasta el mismo nivel de la anterior.

Toma lecturas de deformación y carga según lo previsto anteriormente (cada 1000 kg o el incremento seleccionado de carga)

No debes interrumpir la carga al tomar la lectura.

Una vez alcanzada la carga que representa el 60% de la máxima obtenida en el ensaye a compresión, es importante reducir la velocidad de aplicación de carga, para permitir que se aflojen los tornillos que fijan los anillos y de ser posible evitar el deterioro se retiran los micrómetros, después de la cual se proseguirá con la aplicación de la carga de velocidad indicada en el instructivo UNI-IT-CO-02 "ENSAYE A COMPRESIÓN DE ESPECÍMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO", hasta llegar a la carga máxima o de falla del espécimen.

NOTA: Los datos obtenidos serán registrados en el formato UNI-FO-CO-37 "MÓDULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO". CÁLCULOS: Para determinar el modulo de elasticidad se precede de la siguiente forma:

Con el área del espécimen, las cargas, las lecturas de deformación y la longitud de medicion, deben calcularse los esfuerzos y las deformaciones unitarias, correspondientes a cada carga, así como el esfuerzo máximo.

Traza la cueva esfuerzo deformación unitaria.

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Determina el esfuerzo S1 en kg/cm2, correspondiente a la deformación unitaria e1= 0.00005.

Determina el esfuerzo S2, correspondiente al 40% del esfuerzo máximo.

Determina la deformación unitaria e2, correspondiente al esfuerzo S2.

Calcula el modulo de elasticidad empleando la formula siguiente: E = (S2 –S1) / (e2 - 0.000050)

Expresa el modulo de elasticidad de la siguiente manera: E = K f´c VI.- Responsabilidades: • Es responsabilidad del jefe de laboratorio y coordinadores de área supervisar

que los ensayos se desarrollen siguiendo lo descrito en este documento.

• Es responsabilidad de los laboratoristas registrar la información obtenida de los ensayos en el formato de registro UNI-FO-CO-37 "MÓDULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO"

VII.- Referencias:

• INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN - CONCRETO SOMETIDO A COMPRESIÓN - DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO Y RELACIÓN DE POISSON.

• UNI-IT-CO-06 "ELABORACIÓN Y CURADO DE ESPECÍMENES DE CONCRETO

• UNI-IT-CO-03 "CABECEO CON MORTERO DE AZUFRE DE ESPECÍMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO

• UNI-IT-CO-02 "ENSAYE A COMPRESIÓN DE ESPECÍMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO

• UNI-FO-CO-37 "MÓDULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO".