prÁctica nº 17 aceros para hormigones ii contenido: 17.1

Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 17 (Curso 2.008 – 2.009)

César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril

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Prácticas de Materiales de Construcción – I.T. Obras Públicas

PRÁCTICA Nº 17

ACEROS PARA HORMIGONES II

Contenido:

17.1 Aptitud al doblado

17.2 Características mecánicas

17.3 Control del acero

ANEJO 1: Instrumental de laboratorio utilizado en la práctica



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17.1 Aptitud al doblado

Las barras deben tener aptitud al doblado y desdoblado, manifestada por la ausencia de grietas

apreciables a simple vista al efectuar el ensayo UNE-EN ISO 15630-1, empleando los mandriles

de la tabla:

Fuente:”Instrucción de Hormigón Estructural” (EHE-08)

Siendo:

- d, Diámetro nominal de la barra, en mm.

- α, Ángulo de doblado.

- ß, Ángulo de desdoblado.

Alternativamente al ensayo de aptitud al doblado-desdoblado, se podrá realizar el ensayo de

doblado simple (UNE-EN ISO 15630-1), para lo que deberán emplearse los siguientes

mandriles:


Siendo:

- d, Diámetro nominal de la barra, en mm.

- α, Ángulo de doblado.

ENSAYO 17.2: Doblado del acero UNE-EN ISO 15630-1:2002

MATERIAL UTILIZADO

Debe emplearse un dispositivo de doblado, cuyo fundamento se indica en la siguiente figura:

Fuente: UNE-EN ISO 15630-1:2003



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Nota: La figura muestra una disposición en la que el mandril (1) y el apoyo (2) rotan, y el tope (3) está

fijo. También es posible que el tope rote y el apoyo y el mandril estén fijos.

PROCEDIMIENTO

- El ensayo debe efectuarse a una temperatura entre 10º C y 35º C.

- La probeta debe doblarse sobre un mandril, a una velocidad de aproximadamente 60º/s

- El ángulo de doblado (α) y el diámetro del mandril (D) deben ser conformes con la

norma de producto (en este caso según tabla 32.2.c).

RESULTADOS

La interpretación del ensayo de doblado debe efectuarse de acuerdo con los requisitos de la

norma de producto. Cuando dichos requisitos no estén especificados, la ausencia de grietas

visibles para una persona con visión normal o corregida se considera como evidencia de que la

probeta ha superado el ensayo.

ENSAYO 17.3: Doblado y desdoblado del acero UNE-EN ISO 15630-1:2002

MATERIAL UTILIZADO

Debe emplearse un dispositivo de doblado como el especificado en el ensayo anterior. El

desdoblado puede efectuarse con un dispositivo de doblado como el anterior o con uno

alternativo como el de la figura:

PROCEDIMIENTO

Consta de tres etapas ilustradas en la siguiente figura:




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a) Doblado

- El ensayo debe efectuarse a una temperatura entre 10º C y 35º C.

- La probeta debe doblarse sobre un mandril, a una velocidad de aproximadamente 60º/s.

- El ángulo de doblado ( γ -figura o α-tabla) y el diámetro del mandril (D) deben ser

conformes con la norma de producto (en este caso según tabla 32.2.b).

- Se debe inspeccionar la probeta en busca de grietas y fisuras visibles para una persona

de visión normal o corregida.

b) Envejecimiento artificial

La temperatura y duración del envejecimiento artificial deben ser conformes a la norma de

producto correspondiente. Cuando no exista especificación pueden aplicarse las siguientes

condiciones:

- Calentamiento de la probeta hasta 100 ºC, manteniendo esta temperatura ± 10 ºC

durante un periodo de 1 h + 15 min.

- Enfriamiento al aire calmado, a la temperatura ambiente (entre 10º C y 35º C).

c) Desdoblado

Desdoblamos la probeta un ángulo especificado (δ-figura o ß-tabla) conforme a la norma producto

correspondiente, a una velocidad de aproximadamente 60º/s.

RESULTADOS

La interpretación del ensayo de doblado-desdoblado debe efectuarse de acuerdo con los

requisitos de la norma de producto. Cuando dichos requisitos no estén especificados, la ausencia

de grietas visibles para una persona con visión normal o corregida se considera como evidencia

de que la probeta ha superado el ensayo.




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17.2 Características mecánicas

CONCEPTOS PREVIOS

Gráfica tensión-deformación del acero

Rama elástica (OA)

� Relación tensión-deformación es lineal

� Aplicable la ley de Hook

Siendo:

σ = tensión (MPa)

E = Modulo de elasticidad del acero (20x104 MPa)

ε = deformación (%) (∆L/L)

Escalón de cedencia (AB)

Zona prácticamente recta y paralela al eje de las deformaciones. En ella nos encontramos el

límite elástico (fy). Se considera (EHE-08) como (fy) el valor de la tensión que produce una

deformación remanente del 0,2 por 100.

Rama de endurecimiento (BC)

σ = E ε

A

B

C

D

fS

fy

fS2

fS1

fy1 = fy2

0,2

σs σs

εy εmax εu



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Tensión y deformación crecen (teoría de la dislocación atómica) hasta la tensión denominada

carga unitaria de rotura (fs) que es la tensión máxima del ensayo. Esta tensión va asociada a

una deformación unitaria (εmáx o Agt) denominada alargamiento total bajo carga máxima:

incremento de la longitud entre puntos de la probeta obtenido bajo carga máxima, expresado

como % de la longitud inicial entre puntos.

Rama descendente (CD)

La tensión disminuye hasta la rotura de la probeta (proceso de estricción), siendo εu (también

simbolizada como A) una deformación denominada alargamiento de rotura.

PRESCRIPCIONES NORMATIVA

Las características mecánicas mínimas garantizadas por el suministrador serán conformes con

las prescripciones de la siguiente tabla:


(2) Para el cálculo de los valores unitarios se utilizará la sección nominal.

(3) Relación admisible entre la carga unitaria de rotura y el límite elástico obtenido en cada ensayo

Siendo:

fy real, el valor del límite elástico real obtenido en el ensayo. Es la fuerza que se corresponde al

escalón de cedencia (N)/ sección transversal nominal (mm2).

fy nominal, el valor del límite elástico indicado en la designación del acero.

fs, la carga unitaria de rotura y la obtenemos en el ensayo de tracción. Es la fuerza máxima del

ensayo (N) / sección transversal nominal (mm2)



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ENSAYO 17.1: Resistencia a tracción UNE-EN ISO 15630-1

MATERIAL UTILIZADO

� Prensa, de al menos clase 1

� Dispositivo para ensayo a tracción

� Dispositivos para medición (pie de rey, regla metálica)

PRINCIPIO

El ensayo implica tensionar una muestra de ensayo a tracción hasta fractura, con el propósito de

determinar una o más propiedades mecánicas.

PROCEDIMIENTO

a) Preparación de las muestras (PROBETAS)

� La longitud libre de la probeta debe ser suficiente para la determinación de los

alargamientos.

� La determinación del alargamiento de rotura (εu,5 o A) (%), se hace de forma manual

(apartado c). Para ello marcamos divisiones, antes de ensayar la probeta, de 5 veces el

diámetro nominal de la barra y una vez rota la probeta se une esta por las zonas separadas,

midiendo la división que se corresponda a la zona separada por la rotura de la probeta.

� Cuando se determine el alargamiento total bajo carga máxima (εmáx o Agt) por el método

manual (apartado d), deben efectuarse marcas equidistantes sobre la longitud libre de la

probeta. La distancia entre marcas debe de ser de 20 mm, 10 mm ó 5 mm, dependiendo del

diámetro de la probeta.

b) Rotura a tracción

� El ensayo se lleva a cabo a temperatura ambiente entre 10 ºC y 35ºC.

� El ensayo no será válido cuando la rotura se produzca a una distancia de las mordazas

inferior a 20 mm ó al diámetro nominal de la probeta (la que sea mayor).



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c) Alargamiento de rotura (εu,5 o A) %

La fórmula a emplear es:

(%)100)(

(%)1000

01 ∗−

=∗∆

=L

LL

L

LA

d) Alargamiento total bajo carga máxima (εmáx o Agt) %

Para la determinación del alargamiento total bajo carga máxima se pueden emplear dos

métodos:

� Medida directa, durante el ensayo de tracción, utilizando extensómetros.

� o el método manual, mediante medida directa sobre la probeta del ensayo de tracción, una

vez concluido éste con la rotura, fuera de la zona de extricción y alejada de la zona en la

que se ha producido la acción de las mordazas sobre la probeta.

Dado que la normativa nos indica que en caso de litigio se debe realizar por el método manual,

este es el que vamos a aplicar en esta práctica.

Una vez rota la probeta tras el ensayo a tracción se miden las marcas realizadas aplicando las

siguientes consideraciones:

� El valor de Agt se determinará sobre la parte más larga de la probeta

� La base de medida se elegirá a suficiente distancia de la zona de actuación de las mordazas

y de la zona de estricción, según se describe en la figura adjunta:



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Siendo:

(a) Zona de actuación de las mordazas.

(b) Distancia entre marcas o base de medida (100 mm).

(r1) Distancia entre mordaza y distancia entre marcas. Para aceptar el ensayo dicha distancia debe de

ser ≥ 20 mm ó el diámetro nominal probeta (la que sea mayor).

(r2) Distancia entre marcas y zona despegada tras la rotura. Para aceptar el ensayo dicha distancia

debe de ser ≥ 50 mm ó 2 veces el diámetro nominal de la probeta (la que sea mayor).

La fórmula a emplear es:

(%)100∗+=s

m

ggtE

RAA

(%)100∗∆

=L

LAg

Siendo:

Ag, Alargamiento no proporcional bajo carga máxima (%)

Agt, Alargamiento total bajo carga máxima (%)

Rm, (o fs), Resistencia a tracción de la probeta

Es, Módulo de elasticidad = 200.000 N/mm2

RESULTADOS

Con los resultados obtenidos en los ensayos, completa el ejercicio 17.1 del ANEJO 2



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17.3 Control del acero

Mientras no esté vigente el marcado CE, la demostración de la conformidad se efectuará

mediante:

a) Realización de ensayos de comprobación durante la recepción.

Según la cantidad de acero suministrado dicha comprobación será:

Suministros de menos de 300 T

Dividir suministro en lotes (cada lote corresponde a un mismo suministrador, fabricante,

designación y serie), siendo 1 lote ≤ 40 T, y comprobar sobre 2 probetas:

- Sección equivalente

- Comprobar que las características geométricas están comprendidas entre los límites

admisibles establecidos en el certificado específico de adherencia, o alternativamente,

que cumplen el correspondiente índice de corruga.

- Realizar ensayo de doblado-desdoblado o, alternativamente, el de doblado simple.

- Además, al menos en una probeta por cada diámetro, tipo de acero empleado y

fabricante y características mecánicas (límite elástico, carga de rotura, relación entre

ambos, alargamiento de rotura y alargamiento bajo carga máxima).

Suministros iguales o superiores a 300T:

Igual al caso anterior para suministros más pequeños, ampliando a 4 probetas la

comprobación de las características mecánicas.

Nota.- La EHE-08 índica la existencia de otra alternativa para este caso (Certificado de trazabilidad:

1º características químicas de cada colada, serie y fabricante, 2º sobre 2 probetas comprobaciones

anteriores).

CRITERIO DE ACEPTACIÓN O RECHAZO

Si cumple con todas las especificaciones se acepta el lote.

En caso contrario, si únicamente se detectan no conformidades sobre una única muestra, se

tomará una serie adicional de 5 probetas del mismo lote y se ensayaran o comprobarán las

propiedades no conformes. Si aparece algún nuevo incumplimiento, se rechazará el lote.

b) En estructuras sometidas a fatiga: Presentación de informe de ensayos que garanticen

exigencias al respecto (En este caso y en el siguiente con antigüedad no superior a un año y

realizados por laboratorio autorizado).

c) En estructuras situadas en zona sísmica: El comportamiento frente a cargas cíclicas con

deformaciones alternativas podrá demostrarse, salvo indicación contraria de Dirección

Facultativa, mediante presentación de informe de ensayos que garanticen exigencias al respecto.



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ANEJO 1: Instrumental de laboratorio utilizado en la práctica

Dispositivo ensayo doblado-desdoblado

Detalle doblado aceros

Prensa con dispositivo ensayo a tracción

Detalle mordaza ensayo tracción

prÁctica nº 17 aceros para hormigones ii contenido: 17.1

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