Ingeniaría de MaterialesUNIVERSISDAD DE EL SALVADOR FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTAL DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA INGENIERIA CIVIL INGENIERIA DE MATERIALES GUIA #1 PRUEBA: TENSION Y DOBLADO DEL ACERO DE REFUERZO (A.S.T.M. A-615) DOCENTE: ____________________________________________________ INSTRUCTOR _____________________________________________________ CIUDAD UNIVERSITARIA, CICLO 02 PRUEBA DE TENSIÓN El acero es una aleación de hierro, carbono con un contenido de carbono de hasta un 2% y cantidades pequeñas de silicio. Según las especificaciones A.S.T.M., Objetivos: 1.M. o bien por un sistema de líneas continuas. A para los aceros de eje y. Estas marcas identifican: a) La fabrica productora ( usualmente una inicial). Identificación de las varillas: Para que las varillas de refuerzo.S. una línea para el grado 60 y dos líneas para el grado 75 las que deben ir en medio de las corrugaciones. A 617).T. sean fácilmente distinguibles. Las varillas se pueden conseguir de un amplio rango de diámetros que van desde 3/8” hasta 11/4”.M. deberán estar marcadas con señas específicas en la superficie de un lado de las varillas moldeadas durante su fabricación.M. Conocer de la prueba de tensión del acero. Nº8. aunque existen otros grados como el 50 y 75. A 615). de diversos grados y diámetros. las varillas se denominan por lo general por un numero. d) En el caso de las varillas de grado 60 ó 75 estas se identifican colocando el numero 60 ó 75. b) El calibre de la varilla (Nº 5. grado 40 y 60 cuyas resistencias mínimas especificadas a la fluencia son 40000 y 60000 lb/pul2 respectivamente 2800 y 4200 kg/cm2.T. el esfuerzo de tensión a la rotura (resistencia). el cual corresponde aproximadamente al Nº de octavos de pulgadas que tiene su diámetro nominal. etc.Ingeniaría de Materiales las varillas de refuerzo son fabricadas en tres clases de acero: de Lingote (A. Las varillas se pueden conseguir en nuestro país en dos diferentes grados o resistencia.T. de Riel (A. esfuerzo de fluencia y elongación (ductilidad). una riel como símbolo o Y para los aceros de riel. para compararlos con . y de Eje (A. A 616).S. El tipo más común de acero de refuerzo esta formado por varillas redondeadas.). c) El tipo de acero empleado en la fabricación ( N para acero de lingote.S. 2. Pesar la varilla. la distancia total entre los extremos del marcador es de 20 cm. .Ingeniaría de Materiales los parámetros de resistencia que establece la norma A 615 y saber así. que tiene una distancia entre ellos de 1 pul.Maquina Universal . Material y equipo: . Seguidamente.Varilla de acero de 60 cm.Pie de rey . anotar estos en hoja 1 2. diámetro y longitud. 4. Conocer los parámetros de resistencia que establece la norma A 615. de longitud. Posteriormente se procederá a golpear cada uno de los pines del marcador.Cinta métrica . en kg 3. asegúrese el extremo superior de la probeta en el cabezal fijo de la maquina de ensaye.Martillo .Yeso . . generalmente en una de sus venas longitudinales o en la superficie de la barra entre resaltes).Extensómetro de Moore1. Se coloca en la varilla el extensómetro de Moore.Balanza de 1gr de precisión Procedimiento: 1. . pues unas marcas muy acentuadas indentan gravemente la barra y pueden afectar los resultados del ensayo. si puede ser utilizado como refuerzo en una estructura. Ubicar el centro del espécimen de tal forma que coincida con el pin central del marcador (las marcas se realizan sobre la barra. Colóquese la probeta de tal modo que las marcas queden 1 El marcador esta formado por nueve pines. teniendo cuidado de que las marcas no sean muy profundas. el cual servirá para leer las lecturas de deformación que presentará la varilla al ser sometido a tensión. Tomar dimensiones de la varilla. 5.Marcador . Luego se mide con ayuda del Vernier (pie de rey) el diámetro final de la probeta en la zona de estricción. Una vez tomada la lectura de fluencia. Para medir la longitud final de la probeta se unen las dos partes de esta y se verifica la zona donde se dio la falla. tomando valores de carga y deformación. se procederá a tomar dos lecturas adicionales. la velocidad de carga de la prueba será tal que se puedan tomar las lecturas necesarias durante el desarrollo de la prueba. Terminado el ensayo se retira la varilla de la maquina se revisa el tipo de falla de la probeta y se medirá la longitud final de esta (lo que se elongó en el tramo de calibración de 8 pulg). Elíjanse incrementos de carga adecuados para obtener cuando menos 15 lecturas debajo del limite proporcional probable. 8.Ingeniaría de Materiales hacia el frente de la maquina. Aplíquese la carga a baja velocidad. 9. (ver figura 1).Anotar el tipo de fractura que haya tenido la probeta. ésta puede ser según las ilustraciones de la figura 2. posteriormente se lleva la varilla hasta la ruptura. 6. hecho esto ajuste el deformímetro para que indique cero. luego asegúrese la varilla en la parte móvil de la maquina. 10. . luego se retira el extensómetro para protección del mismo. pero no mayor. se tomará la carga máxima y de ruptura de la probeta. de 100 kip/pul2/minuto 7. DENTRO Y FUERA DEL TRAMO DE CALIBRACIÓN EN EL ENSAYO DE TENSION DE VARILLAS.Ingeniaría de Materiales DETERMINACION DE LA LONGITUD FINAL PARA RUPTURAS. TRAMO DE CALIBRACION (8 pul) A H B I C D E F G FIGURA 1 RUPTURAS ENTRE LOS PUNTOS LONGITUD FINAL C Y G LF = AI A Y C PERO MAS CERCANA A B QUE A LF = AC + 2 CF MEDIA DIVISION DE A LF = 2 AE FUERA DEL TRAMO DE CALIBRACIÓN LONGITUD TOTAL FINAL LONGITUD TOTAL INICIAL . Cráter y sedosa Parcialmente cono. cráter y sedoso (probeta plana) FIGURA 2 Las fracturas por tensión pueden clasificarse en cuanto a forma. cristalina. Varias descripciones de la textura son: sedosa. textura y color.Ingeniaría de Materiales FRACTURAS TÍPICAS POR TENSIÓN DE LOS METALES Cortadura plana y granulosa. en lo respectivo a la forma. fibrosa o astillable. grano grueso o granular. cráter y sedoso Fractura de Estrella Irregular. fibrosa Cono. planos e irregulares. grano fino. . vidriosa y mate. Una descripción de la fractura debe incluirse en cada informe de ensayo. Cono. son simétricos: cono y cráter. Los tipos de fractura. aun cuando su valor sea incidental para las fracturas normales. Área efectiva: este parámetro se calcula con ayuda del peso y de la longitud de la probeta. % de Reducción de área: % Re duccion de area Ao A f Ao Donde: Ao = Área inicial. s W W W 1 V . V s l s Donde: s = densidad kg/cm3 W = peso de la probeta V = Volumen en cm3 A = área en cm3 L = Longitud en cm Aefec. cm3 5.Ingeniaría de Materiales CÁLCULOS: 1. cm3 4. cm3 Lf = Longitud final después de la prueba.= Área efectiva. cm3 100 Af = Área final después de la prueba. Cálculo del área nominal An d2 4 . 2. donde d = diámetro nominal en cm. cm3 . % de elongación: % de elongacion Lo L f Lo 100 Donde: Lo = Longitud inicial (tramo de calibración). cm3 An= Área nominal.= Área efectiva en cm3 3. V A l A Aefec. % de Variación de área: %Variacion de area Aefec An An 100 Donde: Aefec. con la longitud de deformación hasta este momento. El reporte deberá contener: a) Descripción de la maquina universal y el deformímetro a utilizar en el ensayo: marca de la maquina. cm 2 Los datos calculados. 2 y 3). se puede obtener la velocidad nada más dividiendo la deformación axial entre el tiempo. Esfuerzo último ultimo C arg amaxima kgf Anom. d) La velocidad de aplicación de la carga: Para esto se tomará el tiempo desde el inicio de la prueba hasta cuando se realice la última lectura. esfuerzo de fluencia. . b) Carga de fluencia esperada: la norma prescribe un esfuerzo mínimo de fluencia establecido dependiendo del grado de la varilla. así que para obtener la carga esperada basta multiplicar el esfuerzo por el área efectiva de la probeta y así obtener la carga mínima de fluencia esperada. Carga de Fluencia: Esta carga se tomará de la máquina Universal. 7. se multiplica el esfuerzo máximo según norma por el área efectiva. serán comparados con los datos que proporciona la norma en cuanto a el esfuerzo máximo. Carga máxima: Esta carga será la máxima antes de la ruptura de la probeta. c) Carga última esperada: al igual que la carga de fluencia. elongación (Ver anexos Tablas 1. capacidad. tipo de deformímetro. 9. distancia de medición entre marcas.Ingeniaría de Materiales 6. precisión en la lectura de la carga aplicada. precisión de la lectura. Esfuerzo de fluencia: fluencia C arg ade fluencia kgf Anom cm 2 8. II.5% y estableciendo el intervalo de esta con el gráfico como el cambio de rango al que le corresponde el esfuerzo de fluencia.04 pul 0.esfuerzo obtenidos del ensaye se construye un diagrama de esfuerzo.005 8 pul . puede repetirse la prueba. Nota: En los casos en que la elongación no alcance los límites mínimos establecidos. del tramo recto de la gráfica calcúlese el modulo de elasticidad. Como el esfuerzo alcanzado por el acero cuando la longitud marcada se ha elongado 0.04 pul 0.deformación. Cuando el gráfico no denota claramente el cambio de rango trazando una línea paralela al rango elástico a partir de una deformación del 0. En función del gráfico esfuerzo-deformación : Cuando el gráfico denota claramente el cambio entre el rango elástico y el plástico se lee directamente en él ó en la máquina.Ingeniaría de Materiales e) Con los resultados de deformación. El límite de fluencia debe establecerse: I. Esencialmente el ensayo consiste en doblar una barra a un ángulo grande y notar si ocurre o no agrietamiento en la superficie exterior de la pieza doblada. . 3. regístrese la carga aplicada . Ubicar la muestra en la maquina universal de tal manera que el centro de la probeta coincida con el pin. 4.Ingeniaría de Materiales PRUEBA DE DOBLADO Los ensayos de doblado (de los cuales el más común es el doblado en frío) ofrecen un medio simple.Una probeta de 40 cm de longitud. un tanto burdo. Aplicar carga a la probeta hasta que esta doble a un ángulo de 180º. pero frecuentemente satisfactorio para obtener un índice de ductilidad.Un pin que dependerá del diámetro y grado de la probeta . Material y equipo . Dependiendo del grado y diámetro de la muestra escoger el diámetro del pin que se utilizara para la prueba según tabla.Maquina Universal Procedimiento: 1. Medir la Longitud de la probeta y marcar el centro 2. así como si pasa o no la prueba . Las barras Nº 14 y 18 no deben ser sujetas a estos ensayos a menos que hayan sido ordenados con especificaciones complementarias especiales. El movimiento del espécimen en los puntos de contacto con el vástago debe ser libre ( sin restricciones). La aplicación de la fuerza de doblado debe ser uniforme durante toda la operación. permitiéndole una fácil rotación. capacidad. etc. d) Resultados del ensayo: se colocará la carga. que dependerá d el diámetro de la probeta.Ingeniaría de Materiales Consideraciones del ensayo: Las piezas deben tener suficiente longitud para asegurar el doblado libre y con cualquier aparato provisto. c) Diámetro del Mandril o pin: características de este: diámetro del pin. como su diámetro. El reporte de doblado deberá incluir: a) Descripción de la probeta: Se describirán las características de la probeta. modelo. etc. longitud. b) Descripción del equipo: Tipo de máquina. 5 4 0.5 18 20.27 9. dimensiones nominales y requisitos de corrugado.235 1. Dimensiones nominales (A) Requisitos de corrugado en mm Garganta máxima en 12.238 5.7 0.222 3.540 5.4 11 7.1 40.10 79.5 8 3. (B) Los números de las barras están basados en el número de octavos de pulgada incluido en el diámetro nominal de las barras.9 15.96 7.5 % del perímetro nominal Nº de designació n de barra (B) Peso nominal kg/m Diámetro mm Area de la sección transversal cm Perímetr o en mm Espaciamient o promedio máximo Altura promedio mínima 3 0.5 25.84 59.9 0.16 16.059 2.9 5 1. pesos nominales.1 1.4 22.7 9 5.3 7 3.012 2.5 1.Ingeniaría de Materiales Tabla Nº 1 Números de designación para barras corrugadas.80 13.581 10.1 2.9 10 6.560 0.19 101.06 112.9 8. .38 3.403 3.9 17.1 30.1 2.865 6.733 25.9 11.381 4.11 8.1 6 2.905 2.8 1.6 1.71 6.226 8.973 2.71 29.62 11.00 49.45 90.51 4.3 0.87 69.1 0.29 39.994 1.900 3.552 1.300 14.81 180.1 1.588 2.952 0.270 1.9 (A) Las dimensiones nominales de una barra corrugada son equivalentes a aquellas de una barra lisa que tenga el mismo peso por unidad de longitud que la barra corrugada.0 20.9 13.6 14 11.9 6.52 135.59 21.42 10. (B) Diámetro nominal de espécimen.000 90.6 7 8 9 10 11 14 La resistencia a la tensión no debe ser menor de 1.25 veces la resistencia real a la fluencia.10.11 5d 8d (A) Prueba de Doblez a 180 grados a menos que sea especificado de otra manera.000 621 60. Requisitos de Tensión y elongación según norma ASTM A-615 Grado 40 Grado 60 70.8 5d 6d 9. Número de designación de barra Diámetro del vástago para prueba de doblez (A) Grado 40 3.4.000 483 40.000 276 414 11 12 11 10 9 8 7 - 9 9 8 8 7 7 7 7 Máxima resistencia a la tensión valor mínimo PSI (Mpa) Limite de fluencia mínimo PSI (Mpa) Elongación en 8 pulgadas % mínimo 3 4. . Tabla Nº3 Especificaciones del diámetro del pin para el ensayo de doblado.5.5 Grado 60 4d (B) 4d 6 5d 5d 7.Ingeniaría de Materiales Tabla 2. ) LONGITUD DE MUESTRA (cm) PESO DE MUESTRA (kg) PESO / METRO LINEAL (Kg/m) DIÁMETRO INICIAL Do.( cm) LONGITUD FIMAL. No. PRUEBA DE VARILLAS A TENSIÓN Solicita: _________________________________________________ Hoja No. (DESCRIPCIÓN) DIÁMETRO NOMINAL (Designación) DIÁMETRO NOMINAL (pulg. (cm) DIÁMETRO FINAL (cm) AREA NOMINAL (cm2) AREA EFECTIVA (cm2) % DE VARIACIÓN DE AREA % DE REDUCCIÓN DE AREA LONGITUD INICIAL.Ingeniaría de Materiales UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR DE EL SALVADOR DE EL SALVADOR FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTAL DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA LABORATORIO DE SUELOS Y MATERIALES. Lo. Lf (cm) % DE ELONGACION CARGA DE FLUENCIA (Kg) ESFUERZO DE FLUENCIA (Kg/cm2) CARGA MÁXIMA (Kg) ESFUERZO ULTIMO (Kg/cm2) ESFUERZO DE FLUENCIA (PSI) ESFUERZO ULTIMO (PSI) ESFUERZO DE FLUENCIA (KSI) ESFUERZO ULTIMO (KSI) RANGO DE CARGA TIPO DE FRACTURA No. OBSERVACIONES: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ . ____________________ Proyecto:_______________________________________________________________________________ Fábrica:________________________________________________________________________________ Fecha: ______________________________________ MUESTRA No. No. No.