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Facultad de Ingeniería UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO DE MANABÍ FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL INFORME DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE ABSORCIÓN Y LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN DE BLOQUES HUECOS DE HORMIGÓN AUTOR MOLINA TORRES, CARLOS RAFAEL DOCENTE ING. MARCELO OLEAS ESCALANTE MANTA - MANABÍ - ECUADOR 2020-1 i Facultad de Ingeniería CONTENIDO ENSAYO DE ABSORCIÓN Y COMPRESIÓN DE BLOQUES HUECOS DE HORMIGÓN .......................................................................................................................... 1 ANTECEDENTES ................................................................................................. 1 OBJETIVO ............................................................................................................. 1 UBICACIÓN .......................................................................................................... 1 METODOLOGÍA .................................................................................................... 2 NOCIONES GENERALES DE LOS BLOQUES HUECOS DE HORMIGÓN ...... 2 CLASIFICACIÓN DE LOS BLOQUES ............................................................... 3 DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO DE PORCENTAJE DE ABSORCIÓN ................ 4 MATERIALES Y EQUIPOS DEL ENSAYO DE PORCENTAJE DE ABSORCIÓN DE AGUA ...................................................................................................................... 4 .......................................................................................................................... 5 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA PARA ENSAYO DE COMPRESIÓN .......... 6 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO DE ABSORCIÓN ......................................... 6 DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO DE COMPRESIÓN ........................................... 7 MATERIALES Y EQUIPOS DEL ENSAYO DE COMPRESIÓN ......................... 8 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA PARA ENSAYO DE COMPRESIÓN .......... 9 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO DE COMPRESIÓN .................................... 12 CÁLCULOS Y RESULTADOS ............................................................................. 13 ENSAYO DE COMPRESIÓN ........................................................................... 13 ENSAYO DE ABSORCIÓN ............................................................................. 13 ii Facultad de Ingeniería OBSERVACIONES ............................................................................................. 14 CONCLUSIONES Y DISCUSIÓN ........................................................................ 14 BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................... 14 Indice de Ilustraciones Ilustración 1. Ubicación de la Facultad de Ingeniería de la ULEAM....................................... 1 Ilustración 2. Bloques huecos de hormigón ........................................................................... 2 Ilustración 3. Proceso de escurrimiento para determinar el porcentaje absorción de agua. .. 4 Ilustración 4. Balanza electrónica .......................................................................................... 4 Ilustración 5. Horno utilizado para secar la muestra .............................................................. 5 Ilustración 6. Mallas metálicas .............................................................................................. 5 Ilustración 7. Bloque hueco de hormigón .............................................................................. 5 Ilustración 8. Paso 8 del ensayo de absorción. ..................................................................... 6 Ilustración 9. Bloque hueco sometido a compresión ............................................................. 8 Ilustración 10. Calibrador electrónico .................................................................................... 8 Ilustración 11. Mortero .......................................................................................................... 8 Ilustración 12. Nivel de burbuja ............................................................................................. 9 Ilustración 13. Máquina universal de ensayos de la Facultad de ingeniería .......................... 9 Ilustración 14. Paso 1 de la preparación de la muestra ......................................................... 9 Ilustración 15.Paso 2 de la preparación de la muestra ........................................................ 10 Ilustración 16. Paso 3 de la preparación del material .......................................................... 10 Ilustración 17. Paso 4 de la preparación del material .......................................................... 10 Ilustración 18. Paso 5 de la preparación de la muestra ....................................................... 11 Ilustración 19. Paso 8 de la preparación de la muestra ....................................................... 11 Ilustración 20. Datos obtenidos en la máquina de compresión. ........................................... 12 Indice de tablas file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205096 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205097 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205099 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205100 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205102 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205104 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205105 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205106 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205108 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205109 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205110 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205111 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205112 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205113file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205114 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205115 iii Facultad de Ingeniería Tabla 1. Clasificación de bloques según sus usos ................................................................ 3 Tabla 2. Clasificación de bloques, de acuerdo a su densidad ............................................... 3 Tabla 3. Dimensiones modulares y dimensiones nominales de los bloques de hormigón ..... 3 Tabla 4. Absorción máxima de agua en bloques Clase A ..................................................... 4 Tabla 5. Resistencia neta mínima a la compresión en bloques de hormigón ........................ 7 Tabla 6. Resistencia neta mínima a la compresión en bloques de hormigón ........................ 7 Tabla 7. Datos del bloque registrados en el ensayo de compresión .................................... 13 Tabla 8. Datos de las masas del ensayo de porcentaje de absorción de agua ................... 13 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205117 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205118 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205119 file:///C:/Users/USUARIO/OneDrive/Documentos/Cuarto%20semestre/Ensayo%20de%20materiales/segundo%20parcial/bloques%20de%20hormigon/INFORME%20DE%20ENSAYOS%20DE%20BLOQUES%20DE%20HORMIGÓN.docx%23_Toc49205121 1 Facultad de Ingeniería ENSAYO DE ABSORCIÓN Y COMPRESIÓN DE BLOQUES HUECOS DE HORMIGÓN ANTECEDENTES En el Ecuador, el ladrillo y bloque de hormigón alivianados son utilizados como elemento de mampostería para la construcción de paredes divisorias y de cerramiento. El presente trabajo es el informe de un ensayo de determinación del porcentaje de absorción y resistencia a la compresión de bloques huecos de hormigón, el cual se basa en el análisis de los pasos y los cálculos realizados para la determinación de este parámetro esencial del material. Es debido mencionar que este ensayo se realiza para clasificar los bloques huecos de hormigón para diferentes tipos de mampostería, y se definen de acuerdo con la norma, es decir estos materiales son puestos a prueba con el fin de obtener las características que se necesitan o se implementaran en una determinada obra, con ese fin se hacen los controles y seguimientos a los materiales. Las Normas Técnicas Ecuatoriana INEN 643, INEN 3066, son normas que hacen seguimiento y control a los ensayos. OBJETIVO Determinar el porcentaje de absorción de agua y esfuerzo máximo a compresión de bloques huecos de hormigón de acuerdo con la Norma Técnica Ecuatoriana INEN 3066. UBICACIÓN Laboratorio de mecánica de los materiales de la Facultad de Ingeniería de la ULEAM Ilustración 1. Ubicación de la Facultad de Ingeniería de la ULEAM 2 Facultad de Ingeniería METODOLOGÍA NOCIONES GENERALES DE LOS BLOQUES HUECOS DE HORMIGÓN “El bloque de hormigón es un elemento premoldeado, fabricado a base de cemento, agua, agregados finos o gruesos, con o sin aditivos, obedeciendo a una granulometría, dosificación y técnica de construcción; con forma y dimensiones que permiten su fácil transporte, almacenaje, manipuleo y colocación, en forma manual, los cuales han sido especialmente diseñados para mampostería confinada o reforzada” (NTE INEN 3066, 2016) “La forma, dimensiones y distribución de los huecos se definen según las características de los equipos y moldes disponibles para su fabricación y la aplicación que se les dará” (Bernal Paredes & Palacio Jiménez, 2018). En el Ecuador, el ladrillo y bloque de hormigón alivianados son utilizados como elemento de mampostería para la construcción de paredes divisorias y de cerramiento. Según el Instituto Nacional Ecuatoriano de Censos INEC, mediante los datos del último censo de población y vivienda, la construcción de paredes utilizando mampostería supera ampliamente a las demás técnicas constructivas. Ilustración 2. Bloques huecos de hormigón 3 Facultad de Ingeniería CLASIFICACIÓN DE LOS BLOQUES Según la Norma INEN 3066 los bloques huecos de hormigón se clasifican de acuerdo con su uso y su densidad. SEGÚN SU USO Tabla 1. Clasificación de bloques según sus usos SEGÚN SU DENSIDAD Los bloques huecos de hormigón se clasifican, de acuerdo con su densidad, en tres tipos, como se indica en la Tabla 4. DIMENSIONES DE UN BLOQUE DE HORMIGÓN Tabla 2. Clasificación de bloques, de acuerdo a su densidad Tabla 3. Dimensiones modulares y dimensiones nominales de los bloques de hormigón 4 Facultad de Ingeniería DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO DE PORCENTAJE DE ABSORCIÓN El ensayo consiste en la determinación de la capacidad que tienen los bloques para retener agua en sus poros, por medio de la medición de varias masas. Ilustración 3. Proceso de escurrimiento para determinar el porcentaje absorción de agua. MATERIALES Y EQUIPOS DEL ENSAYO DE PORCENTAJE DE ABSORCIÓN DE AGUA Balanza electrónica con una exactitud de ± 1 g de la masa Tabla 4. Absorción máxima de agua en bloques Clase A Ilustración 4. Balanza electrónica 5 Facultad de Ingeniería Horno ventilado Malla metálica, formada por varillas de al menos 9,5 mm de diámetro Ilustración 6. Mallas metálicas Bloque de hormigón Ilustración 5. Horno utilizado para secar la muestra Ilustración 7. Bloque hueco de hormigón 6 Facultad de Ingeniería PREPARACIÓN DE LA MUESTRA PARA ENSAYO DE COMPRESIÓN Deben usarse bloques enteros tomados al azar de las muestras seleccionadas de acuerdo con la norma INEN 639. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO DE ABSORCIÓN 1. Saturación: los especímenes de ensayo deben ser completamente sumergidos en agua a la temperatura ambiente durante 24 horas. 2. Los especímenes deben retirarse del agua y dejarse secar durante un minuto colocándolos sobre una malla de alambre de 10mm de abertura, eliminando el agua superficial con un paño húmedo. 3. Una vez anotada la masa de los especímenes, estos deben secarse en un horno de secado a una temperatura entre 100°C y 115°C, durante no menos de 24 horas, y luego pesarse de nuevo. Ilustración 8. Paso 8 del ensayo de absorción. 4. Hasta dos pesadas sucesivas, en intervalos de dos horas, el incremento de la pérdida no debe ser mayor de 0,2% de la última masa previamente determinada del espécimen. 7 Facultad de Ingeniería DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO DE COMPRESIÓN Este ensayo consiste en someter a una muestra del material a estudiar (bloque huevo de hormigón) a una fuerza de tracción axial que crece lenta y gradualmente hasta la rotura de esta. Durante el ensayo pueden despreciarse los efectos de la inercia y, en cada momento, existe equilibrio entre la fuerza aplicada a la probeta y la reacción de ésta. En estas condiciones la probeta se puede considerar sometida a carga estática. La resistencia a la compresión representa el valor de esfuerzo unitario de carga que pueden soportar los bloques de concreto. La norma INEN 3066 establece las resistencias mínimas siguientes. Tabla 5. Resistencia neta mínima a la compresión en bloques de hormigón Tabla 6. Resistencia neta mínimaa la compresión en bloques de hormigón 8 Facultad de Ingeniería MATERIALES Y EQUIPOS DEL ENSAYO DE COMPRESIÓN Bloques huecos de hormigón Micrómetro o calibrador Vernier (Pie de Rey) Mortero Ilustración 10. Calibrador electrónico Ilustración 11. Mortero Ilustración 9. Bloque hueco sometido a compresión 9 Facultad de Ingeniería Nivel de burbuja Ilustración 12. Nivel de burbuja Máquina universal SHIMADSU UH-F500 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA PARA ENSAYO DE COMPRESIÓN Se deben usar muestras seleccionadas de acuerdo con la norma. 1. Se miden las dimensiones de cada muestra. Ilustración 13. Máquina universal de ensayos de la Facultad de ingeniería Ilustración 14. Paso 1 de la preparación de la muestra 10 Facultad de Ingeniería 2. Se determina la masa de cada muestra. 3. Cada bloque debe ser sumergido en agua a temperatura ambiente, por un período de 24 horas. 4. Luego, retirar del agua el bloque de hormigón y secarlo. Ilustración 15.Paso 2 de la preparación de la muestra Ilustración 16. Paso 3 de la preparación del material Ilustración 17. Paso 4 de la preparación del material 11 Facultad de Ingeniería 5. Recubrir las caras del bloque con una capa de mortero no mayor a 6 mm. 6. Colocar la cara de contacto del bloque sobre la capa de mortero y presionarla suavemente hasta que esta se adhiera al bloque con un espesor máximo de 6mm. 7. Repetir la operación con la cara opuesta, comprobando el paralelismo en ambos casos con el nivel de burbuja. 8. Una vez aplicadas las capas de mortero, cubrir los bloques con un paño húmedo y mantenerlo cubierto por 24 horas. Ilustración 18. Paso 5 de la preparación de la muestra Ilustración 19. Paso 8 de la preparación de la muestra 12 Facultad de Ingeniería 9. Transcurridas las 24 horas, sumergir cada bloque en agua por un tiempo de 3 días. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO DE COMPRESIÓN 1. Se coloca la muestra en la máquina de ensayo, sobre una placa metálica. 2. Se centra la muestra con respecto al bloque superior de la máquina. 3. Se coloca otra placa de metal sobre el bloque, centrada respecto al bloque superior de la máquina. 4. Se carga lentamente la máquina hasta que el bloque superior tome contacto total la superficie de la placa. 5. Se encera el dial de la máquina. 6. La carga se aplicará gradualmente en un tiempo no menor de un minuto ni mayor a dos minutos, a velocidad constante. Ilustración 20. Datos obtenidos en la máquina de compresión. 13 Facultad de Ingeniería CÁLCULOS Y RESULTADOS ENSAYO DE COMPRESIÓN Tabla 7. Datos del bloque registrados en el ensayo de compresión Descripción Bloque (1EM) Bloque (2EM) Unidad Ancho 13,92 14,00 cm Largo 37,50 37,50 cm Alto 19,00 19,00 cm Área 522 525 cm2 De acuerdo con la Ilustración No 20 de los datos obtenido en la maquina de ensayos se muestra un esfuerzo de 7.56 kg/cm2 lo cual en unidades del Sistema Internacional es 0.74 MPa. ENSAYO DE ABSORCIÓN Tabla 8. Datos de las masas del ensayo de porcentaje de absorción de agua Descripción Valor Unidad Peso de bloque húmedo 8154.1 g g Peso de bloque seco 6416.9 g g 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 % = 𝐴 − 𝐵 𝐵 ∗ 100 Donde: 𝐴 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜 (𝑘𝑔) 𝐵 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛 𝑠𝑒𝑐𝑜 (𝑘𝑔) Entonces: 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 % = 8,1541 − 6,4169 6,4169 ∗ 100 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 = 27% 14 Facultad de Ingeniería OBSERVACIONES En el video observado se afirma que los bloques comprimidos son de clase A es decir bloques de una resistencia mínima de 6 MPa, sin embargo, la resistencia obtenida fue 0,74 MPa, la misma que no cumple con ninguno de los requisitos establecidos en la norma INEN 3066. CONCLUSIONES Y DISCUSIÓN Se determinó el porcentaje de absorción del bloque analizado en el ensayo, el cual tuvo un valor del 27% de absorción de agua, de lo que se puede afirmar que el bloque no es apto para un uso estructural, ya que la norma INEN 3066 establece que este valor debe ser menos o igual al 15%. Además, se determinó el esfuerzo a compresión de bloques de hormigón, el mismo valor que fue obtenido por la maquina universal de ensayos con un valor de 0,74 MPa, mismo valor que no cumple con los usos establecidos en la Norma Técnica Ecuatoriana para ninguno de los tipos de bloques aceptados, ya que la resistencia mínima admisible a compresión para bloque huecos de hormigón es de 2 MPa y ese valor corresponde a bloques de tipo E que son utilizados para losas livianas de hormigón armado. BIBLIOGRAFÍA Bernal Paredes, M. M., & Palacio Jiménez, N. E. (2018). Correlación entre las propiedades mecánicas de los bloques ecológicos fabricados con los componentes del Tetra pak 15 Facultad de Ingeniería reciclado y bloques convencionales. Obtenido de Universidad Central del Ecuador: http://www.dspace.uce.edu.ec/bitstream/25000/14877/1/T-UCE-0011-IC342- 2018.pdf NTE INEN 3066. (2016). Obtenido de Norma Tecnica Ecuatoriana. NTE INEN 643. (1993). Bloques huecos de Hormigón. Obtenido de Norma Técnica Ecuatoriana.
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