CALCULO DE ESTRUCTURAS y CONSTRUCCIÓN

Presentación del tema: "CALCULO DE ESTRUCTURAS y CONSTRUCCIÓN"— Transcripción de la presentación:

1 CALCULO DE ESTRUCTURAS y CONSTRUCCIÓN
presentacion.ppt CALCULO DE ESTRUCTURAS y CONSTRUCCIÓN Jesús Moisés Castro Iglesias E.U.E.T.I.F – Pontevedra 2011

2 Departamento U-Vigo Departamento : Área : La asignatura :
Ingeniería de los materiales, mecánica aplicada y Construcción. Área : Mecánica de los medios continuos y Teoría de estructuras. La asignatura : Cálculo de Estructuras y Construcción.

3 Profesor : Jesús Moisés Castro Iglesias
Ingeniero Industrial, Experiencia profesional : Ingeniero en PCAE S.A. , Fábrica de automóviles en Vigo. Responsable de servicio técnico de Mantenimiento 10 años Responsable de departamento de Ingeniería y Obras durante 8 años Responsable del departamento de Estampación 3 años. Responsable del Centro de Formación 9 años. Responsable desarrollo Lean Manufacturing – Kaizen 3 años. Clase, horarios marcados: Teoría: Martes de 18:00 a 19:00, Jueves 9.00 a Prácticas: Martes de 19:00 a 21:00; Jueves a Tutorías : Los Martes de11:00 a 14:00 y al terminar las clases. Si algún alumno quiere algo específico se acuerda una cita con anterioridad.

4 Organización de la asignatura y delegado
presentacion.ppt Organización de la asignatura y delegado Para comenzar la asignatura es imprescindible el conocimiento de la RESISTENCIA DE LOS MATERIALES ELÁSTICOS, por lo que la parte teórica será un repaso rápido de los conceptos fundamentales de la misma. A continuación se tratarán los elementos estructurales y por último los programas de cálculo por ordenador. Las prácticas se basarán fundamentalmente en el cálculo por ordenador y en el estudio del “Código Técnico de Edificación” que se aprobó en marzo de 2006. Continuamente se incorporarán ejemplos que mejoren la comprehensión o que actualicen la documentación. Si algún día tuviese algún impedimento para asistir a clase lo comunicaría a conserjería, o al teléfono de algún delegado designado.

5 La organización de la clase
La asignatura tiene 3 créditos teóricos (30 horas) y 3 prácticos (30 horas) que se distribuyen por temas según se indica más adelante. Prácticas: Se realizará un trabajos individuales y por grupos de 4 alumnos, que será evaluado. Presentaciones y ofimática: Se utilizará como programas de microsoft Word, Excel y Power Point. Texto de apoyo. Se utilizar como textos de teoría y problemas: TENSIONES Y DEFORMACIONES EN MATERIALES ELÁSTICOS FUNDAMENTOS Y PROBLEMAS DE TENSIONES Y DEFORMACIONES EN MATERIALES ELÁSTICOS Para mayor facilidad se publicará en una página de la universidad las transparencias a utilizar en clase. Se explicará todo el programa, ya que lo exigen las prácticas. Por tanto se exigirá el programa y problemas que se puedan realizar con los conocimientos adquiridos.

6 Ficha y asistencias Entregareis una ficha con fotografía, solamente los que vayan a seguir la asignatura este año. En conserjería está mis números de teléfono. Mi teléfono de despacho es y mi correo Es obligatoria la asistencia a las prácticas, alguna vez se pasará lista para conocer vuestros nombres. Es obligatoria la realización de las prácticas solicitadas y tendrán su valoración en la nota final del 30%.

7 Preguntas en clase Tienen a su disposición
Conviene que tengáis la asignatura al día, se os facilitarán las transparencias en la página web el día anterior a la clase. Se admiten preguntas aclaratorias, si no pudiese responder en el momento se investigaría y se contestaría al día siguiente. Tienen a su disposición El programa de la asignatura El temario de 26 días de clase El temario de 12 prácticas

8 Textos de Apoyo Teoría: Se seguirá el libro de Resistencia de Materiales TENSIONES Y DEFORMACIONES EN MATERIALES ELÁSTICOS Librería DEIRIN Carlos Gonzalez Tno Librería Universitaria C.U.V.I. Ed. fundición / Lagoas / Marcosensende. VIGO. Para problemas: Fundamentos y problemas de tensiones y deformaciones en materiales elásticos – mismo autor El programa de prácticas CYPE se puede acceder en la versión estudiantes o “after hours”. Además los textos indicados en Bibliografía, Sobretodo el Código Técnico de Edificación se puede descargar desde la página oficial del ministerio de Fomento.

9 Problemas y Ejercicios
En los cursos anteriores se han propuesto unos 200 problemas de Resistencia, y alrededor de 80 practicas por ordenador distintas cuya realización es imposible hacerla en clase durante un curso. La colección de problemas, realizada por los alumnos, tiene algunos errores que corresponde a vosotros su corrección al detectarlos. Los ejercicios de prácticas de cálculo os propongo crear una biblioteca vuestra como ejercicios de apoyo.

10 Como aprobar Realización de las prácticas y entregar el trabajo en el plazo previsto. Aprobar el examen final. Los que no aprueben las prácticas tendrán preguntas específicas relacionadas con las mismas. (Exposición oral del Código Técnico, Nave, ..)

11 El Examen. Conocimientos básicos de Resistencia de Materiales.
Serán dos partes: Conocimientos básicos de Resistencia de Materiales. Problemas de Resistencia y resolución teórica. Conocimientos relacionados con la Construcción. Preguntas relacionadas con el Código Técnico o cálculo de alguna nave o parte de ella.

12 Aplicabilidad de la asignatura
La RESISTENCIA DE LOS MATERIALES y LA CONSTRUCCIÓN son temas que se emplean en la vida corriente y profesional : Como técnico constructor Como cliente. El Cálculo de Estructura es la utilización de las herramientas que aplican los conocimientos de Resistencia.

13 Cuando estéis trabajando
Cuando estéis trabajando emplearéis los conocimientos aquí adquiridos para poner un poste, calcular un muro, o decidir si hay que hacer una zapata . También para saber cuando os proponen una obra si está en los términos permitidos o no. Y sobretodo conocer vuestras responsabilidades. Existen Normativas que afectan a la construcción y que no se estudian aquí, por ejemplo: Normativa de impacto ambiental Normativa de Habitabilidad Normas de Prevención e Incendios

14 Siempre se hizo así......... Entonces surgirá :
El práctico que dice : "siempre se ha hecho así“ El calculista que se limitará a poner números en un ordenador y dará un resultado en función de unos datos mas o menos buenos. El constructor que intentará hacerlo lo más económico posible El promotor que pondrá en duda el si hace falta realizar ciertos gastos.

15 ¿Qué debo hacer? En general todos intentarán responder a sus responsabilidades. Es al director de obra al que le concierne especificar aquello que se debe hacer. Para ello lo primero que debe conocer son sus responsabilidades y la ley. En la obra lo primordial es el control, (no es igual que vigilancia) En caso de duda nadie corre riesgos y mayora los cálculos, no es malo mayorar, (coeficiente de seguridad) siempre que se sepa cuanto y cual es el propósito..

16 Se debe vigilar Ejemplo :
Pido una plataforma que resista en cualquier punto 500 Kg/m2 en cualquier punto de sus 16 m2, y me montan una plataforma que resiste 8 Toneladas.

17 Objetivo Nuestro objetivo es que comprendáis el concepto y cuando se ha de aplicar, las demostraciones matemáticas están en los libros, si bien, han de ser comprendidas. Intentaremos ilustrar con problemas y ejemplos lo mas reales posibles.

18 Un ejemplo real Leer el documento y traer dudas para la próxima clase
Vamos a entrar en el enlace: Vamos a leer las instrucciones y vamos ha realizar las preguntas oportunas. Vamos a entrar en el enlace del Código Técnico: En la instrucción Técnica de aparatos elevadores Orden de 23 de mayo de 1977, por la que se aprueba el Reglamento de Aparatos Elevadores para obras. ORDEN, 7 de marzo 1981, modifica artículo 65 del Reglamento de Aparatos Elevadores para obras (motores). REAL DECRETO 2291/1985, de 8 de noviembre, por el que se aprueba el Reglamento de Aparatos de Elevación y Manutención de los mismos. REAL DECRETO 1314/1997, de 1 de agosto por el que se modifica el Reglamento de Aparatos de Elevación y Manutención aprobado por REAL DECRETO 2291/1985, de 8 noviembre. © INSHT. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo REAL DECRETO 57/2005, de 21 de enero, por el que se establecen prescripciones para el incremento de la seguridad del parque de ascensores existente. Modificación del Real Decreto 1314/1997, de 1 de agosto, por el que se dictan las disposiciones de aplicación de la Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo 95/16/CE, sobre ascensores Leer el documento y traer dudas para la próxima clase

19 Conclusión Se trabajará sobre modelos que luego se aplicarán a casos reales. Toda construcción o estructura es la combinación de casos sencillos de elementos estructurales: vigas y pilares, apoyos, empotramientos y articulaciones, cargas concentradas o distribuidas. Necesitan conocer los conceptos a aplicar y plasmar la realidad en los modelos, encontrando los puntos críticos y las soluciones a adoptar al mínimo coste, con calidad, seguridad y en plazo. El profesional pertenece a un equipo que debe aprender a moverse en éste mundo global, y que tiene capacidades para hacerlo y bien.

20 Prácticas observaciones
Lista la próxima clase, Manejo de la Normativa, en internet. El trabajo final: se puede realizará en grupos de 4, y versará sobre una estructura real. Se entregará antes de terminar las clases (10/01/12).

21 Fechas de exámenes Fin carrera: Jueves 01/12/2011 a 10.00 horas.
Enero: Sábado 14//01/2012 a 10:00 horas Julio: Lunes 09/07/2012 a 10:00 horas.

22 Muchas gracias

23 Calendario 2011 - 2012 Martes Jueves 06/09/2011 08/09/2011 13/09/2011
15/09/2011 20/09/2011 22/09/2011 27/09/2011 29/09/2011 04/10/2011 06/10/2011 11/10/2011 13/10/2011 18/10/2011 20/10/2011 25/10/2011 27/10/2011 01/11/2011 03/11/2011 08/11/2011 10/11/2011 15/11/2011 17/11/2011 22/11/2011 24/11/2011 29/11/2011 01/12/2011 06/12/2011 08/12/2011 13/12/2011 15/12/2011 20/12/2011 22/12/2011 10/01/2012 Calendario

24 Temario de teoría Presentacion asignatura Iniciación a la Resistencia
Cálculo de tensiones principales Hipotesis generales Resistencia Tensiones Deformaciones Ecuacion Generalizada Circulo de Mohr Cortadura y coef seguridad Prismas solicitaciones Deformada Tensiones rendimiento geometrico Diagramas solicitaciones Teorema de Mohr Resoludción de sistemas hiperestaticos Torsión Solicitaciones compuestas, esbeltez y pandeo. Coeficientes de influencia, matriz flexibilidad y rigidez Teoremas energéticos. Castigliano Estados límite. Estática gráfica. Cross. Calculo matricial. Cemento y Hormigon Aridos y Armaduras

25 Calendario de Prácticas
Grupo A Grupo B Observ. PRESENTACION ASIGNATURA Código Técnico de Edificación 13/09/2011 15/09/2011 10 Fotografías digitales de estructuras 20/09/2011 22/09/2011 Entrega por escrito del análisis estructural de las fotografías elegidas. 27/09/2011 29/09/2011 Ejemplos de resolución de estados tensionales. 04/10/2011 06/10/2011 Diagramas de solicitaciones 11/10/2011 13/10/2011 PRESENTACIONES CODIGO TECNICO 18/10/2011 20/10/2011 Ambos grupos Resolución Hoja excel tipo 25/10/2011 27/10/2011 Ejercicios Torsión 08/11/2011 03/11/2011 Pandeo 15/11/2011 10/11/2011 Cadwork 3h Ejercicios por Castigliano 22/11/2011 17/11/2011 NAVE 29/11/2011 24/11/2011 PRESENTACION CYPE (TODOS LOS GRUPOS) 13/12/2011 01/12/2011 CYPE 3h 20/12/2011 15/12/2011 Entrega 10/01/2012 22/12/2011

26 Grupo A (Martes) Grupo B (Jueves) NOMBRE Apellido 1 Apellido 2 DNI

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28 Lección 1 : Introducción y Descripción.
1.1.- Elementos de la construcción, carácterísticas y su función. 1.2.- Cimentación y terreno. 1.3.- Pilares. 1.4.- Vigas. 1.5.- Cubiertas. Lección II-2

29 Cemento Lección II-2 Orígenes :
El cemento es un aglutinante utilizado para unir elementos pétreos fundamentalmente. El origen del cemento puede remontarse a la utilización de arcilla mezclada con yeso y cal en épocas remotas. LOS EGIPCIOS CAL Y YESO CALCINADOS LOS GRIEGOS CAL CALCINADA CON CONCHAS MARINAS. ROMANOS CAL CALCINADA Y CENIZAS VOLCÁNICAS. 1756 Juan Smeaton realiza estudio del cemento para erigir el faro de Eddystone empleando piedras calizas con alto porcentaje de arcilla. 1824 José Aspdin : calcina en horno 1/4 arcilla y 3/4 piedra caliza, muele => CEMENTO PORTLAND Definición : Se llaman conglomerantes hidráulicos aquellos productos que amasados con el agua fraguan y endurecen, por ser estables los compuestos resultantes de su hidratación. Lección II-2

30 Cemento Clasificación: Los conglomerantes Hidráulicos mas importantes son los cementos que de pueden clasificar en : Cementos Portland : CaO + H2O => Ca(OH)2 Cementos especiales : Al2O3 + 3H2O => Al2 (OH)6 CEM-BUREAU : Organización europea de fabricantes de cemento.  RC-75 : Pliego de prescripciones Técnicas para la recepción de Cementos. Se denomina categoría de un cemento al valor de la resistencia a compresión de un mortero normalizado hecho con el a la edad de 28 días, en kp/cm2 y/o en Pa (N/mm2) . La resistencia del hormigón normalmente es inferior a la del cemento, pero es posible conseguir que sea superior ya que la categoría expresa la resistencia mínima, hecho con 0´5 agua /cemento. Lección II-2

31 Cemento, tipos y características
CEMENTOS COMPOSICIÓN DESIGNACIÓN CATEGORÍAS Portland normal (OC) clinker y piedra de yeso P-350,P-450,P-550 350,450,550 Kg/cm2 Portland Endurecimiento Rapido (RHC) alto SC3 P-350 ARI ... Portland Alta Resistencia (HSC) puzolánico Portland Bajo Calor Hidratación (LHC) alto SC2 P BC Portland Resistente a Sulfatos (SCR) AC3<5% ,+ AFC4<22% P Y 350, 450, 550 Portland con Aire Ocluido (AEC) Siderurgico I - II -III Port+Esco80>70>50>20 SI 350, SII 350, SIII 350 350, 450, 250 Puzolanico I - II Puz, cen vol, tierr diat,ar PUZ I 250 250, 350, 450 Compuesto natural C- 200 200 Aluminoso caliza y bauxita >36% A-550 550 Natural Lento/Rapido 65% cement + 35 Inerte NL 30, NL 80, NR 20 30, 80, 20 Cemento Blanco P B 200, 350, 450, 550 Lección II-2

32 Aproximación al cemento
Cementos Portland: Se obtienen por molturación del clinker y regulador de fraguado, normalmente piedra de yeso, Cemento Portland con adiciones activas: Contienen además escoria siderúrgica , punzolana, en proporción no superior al 20 % cuyas propiedades se acercan a los punzolanicos o siderúrgicos. Composición química: Cal combinada CaO 62, silice SiO2 21, Alumina Al2O3, 6,5 , Hierro Fe2O3 2,5 , Azufre SO3 2, Magnesia, Perdida de fuego, Residuo Insoluble, Alcalis. Cal libre puede producir hidratación a edades medias o largas --fenómeno expansivo. <2% Magnesia en estado cristalizado se hidrata a hidróxido magnésico ---expansivo <5% Trióxido de azufre proviene de la piedra de yeso o combustible, produce falso fraguado <4% Perdida de fuego procede de calizas, vapor de agua, cuidado con gran almacenamiento Residuo insoluble procede de naturaleza silicea<2,5% Lección II-2

33 Aproximación al cemento Portland
Componentes activos Silicato tricálcico produce endurecimiento rápido , calor de hidratación elevado , fraguado lento y alta resistencia ,No utilizar en grandes masas. Silicato bicálcico produce endurecimiento y fraguado lento, calor de hidratación bajo , resistencia a largo plazo, y resistencia química Aluminato tricálcico y tetracalcico, muy alto calor de hidratación, elevadísimas velocidad fraguado y retracción, quimicamente muy resistente a agua mar, débil a sulfatos, se regula con yeso Aluminoferrito tetracalcico no participa , es un fundente, pequeño calor y gran velocidad de fraguado, resistente a ambientes agresivos , es oscuro PH > 12 por la naturaleza básica --protege las armaduras. Presencia de sulfatos atacan hidróxido calcico --sulfatoaluminato tricálcico –expansivo Finura de molido : Aumenta velocidad de fraguado, solo se hidrata 0,01 mm . Aumenta la resistencia mecánica. Demasiado fino: retracción y calor aumenta, se envejece mas rápido, resiste menos a aguas agresivas. Se mide por residuos de tamices 900 y 4900 mallas por cm2 ó por superficie de Blaine cm2/g< 4000   Lección II-2

34 Aproximación al cemento Portland
Peso especifico 3,15 g/cm3 Fraguado :se mide por la penetración de la aguja de Vicat de 0 a 40 mm de 3 a 7 horas de media. La temperatura acelera el fraguado , no menos de -5º y no mas de 35º MATERIA ORGÁNICA RETRASA EL FRAGUADO. Ensayos :Resistencia en probetas de 4x4x16 cm3 a flexotracción y luego a compresión a 3, 7 y 28 días.  Lección II-2

35 Otros cementos Cementos de alta resistencia inicial, 48 h >250 Kp/cm2 Alto SC3 - fraguado de 30 min. a 12 h. Resistentes a yeso (aguas seleniosas) Bajo AlC3 < 5%, menos trabajable . Si AC3=0 muy resiente a aguas, baja retracción y muy impermeables. Bajo poder hidratación : >65 cal/ gr. a 7 días ni 75 a 28 días, alto SC2 Siderúrgicos : del 20 al 80% de escoria siderúrgica . Familia de cementos fríos. La escoria fragua y se endurece lentamente, necesita el portland para acelerar el fraguado. Poco calor y poca retracción. Utilizables en grandes macizos. No menos de 5ºC. Necesitan mucha agua. Bajo agua/cemento, Resisten aguas y ambientes agresivos. Puzolánicos :Puzolana >20%. Volcánico de alúmina y sílice, capaz de fijar cal y forma compuestos de propiedades hidráulicas, tierra de diatomeas, cenizas volantes y arcillas activadas. Endurecen lentamente, requieren mas agua pero resisten mas que Portland. Resisten ambientes agresivo por fijar CaO. Disminuye porosidad , mas plástico y se bombea mejor. Aluminosos : Caliza y Bauxita a 1500 ºC. >36% Alúmina y Cal combinada. Alta resistencia inicial 450 a 1 día y no forma sal de Carnot.(Sulfoaluminato calcico) por no tener cal libre. Muy impermeable. No resisten aguas alcalinas o básicas que pueden disolver hidróxido alumínico (ácido). Protege menos armaduras. El fraguado es parecido al Portland. Necesita mas riegos durante el fraguado porque combina mas agua. Ideal para ambientes fríos -15ºC pero malo para >25ºC. Fatal en presencia de humedad si t>35ºC en la vida Aluminato monocálcico cristaliza en hexagonal y se transforma en tricálcico cristaliza en cubico y pierde resistencia(REGRESIÓN DE RESISTENCIAS). Cementos compuestos : 35 % de sustancias inertes. Se emplean en trabajos de albañilería. Lección II-2

36 Otras cuestiones del cemento
Suministro y almacenamiento: Si viene caliente es que es de reciente fabricación, no importa. Almacenamiento en local cerrado y aireado. Reservar muestras (5kg) para ensayos Peso por litro : suelto 0,9 a 1,1 , compactado de 1,1 a 1,4 . Ángulo de rozamiento 20º - 30º Mucho tiempo almacenado retrasa fraguado y disminuye resistencias mecánicas.. Se meteoriza necesita ensayarse y mas agua. Lección II-2

37 Aditivos del hormigón Lección II-2 ADITIVOS:
Productos que se incorporan al hormigón fresco para mejorar alguna de sus características. En pequeñas proporciones o en demasiadas puede producir efectos indeseados o contrarios, así como cuando se emplea en condiciones inadecuadas o con cementos malos. Ningún aditivo hace de un cemento malo un buen hormigón. Conviene realizar ensayos previos con dosis de 0; 0,5 ; 1 y 3 veces la dosis media prevista, ya que nunca puedes garantizar una homogeneización completa. ACELERADORES: Adelantan el fraguado o el endurecimiento o ambos. Tienen por objeto disminuir el tiempo de desmoldeo o desencofrado. Tiempo frío. Carbonato Sódico: peq. dosis retardador. entre 2 y 5 % del peso del cemento. Acelerador Fraguado. Aceleradores de Endurecimiento: Cloruros (Ca, Na, Al, ) Bases Alcalinas: Sosa, Potasa, Amoníaco. Sales Alcalinas: Carbonatos, Silicatos, Aluminatos. Calor Disminución dosis de agua de amasado. Cloruro Cálcico:Es el mas empleado. En dosis menores de 2,5 % . No emplea si Tª en 48h baja de 0ºC, o de 4º a las 9.00 a.m. Si Tª es 1ºC a 9.00 (-3º) se puede hormigonar con dosis entre 1 y 2 % en peso. Tiene forma de escama y disolver previamente en agua de amasado (Cl2Ca.2H2O ). Provoca y favorece la corrosión de las armaduras no utilizar en hormigón pretensado. Como prevenir la corrosión : Buena dilución en agua, pequeñas dosis, buen amasado, hormigón compacto y de calidad. Con cemento aluminoso es un retardador. RETARDADORES: Retardan el fraguado y el endurecimiento temprano (1, 3 días ) pero puede mejorar las resistencias a 28 y 90 días. Se emplean en tiempo caluroso y para transporte a distancias largas. Aumentan la retracción. Hacer ensayos en obra. Varían su acción con la dosis del cemento y la relación agua /cemento. Se emplean Lignosulfatos o Hidratos de carbono . Lección II-2

38 Aditivos del hormigón PLASTIFICANTES : Aumentan la docilidad y la trabajabilidad del Hormigón. (Se puede reducir agua) De actuación mecánica y física: Retienen agua. Polvos finos que completan la granulometría. Tierra de diatomeas, bentonita, cales grasas o hidráulicas finas, cenizas volantes, punzolanas molidas. Mejoran la impermeabilidad, alteran poco las propiedaddes. Pueden reducir la resistencia mecánica y aumentar la retracción (Necesitan mas agua. De actuación por procesos fisico-químicos: Aumentan la tensión superficial. (Fuidificantes ). Productos orgánicos de molécula larga, tensoactiva. Poseén un extremo hidrófilo y otro hidrófobo, se orientan en la superficie de los granos. Efecto lubricante y separador de granos. Jabones de resina y lignosulfato sódico o cálcico.(Subproducto de la pasta de papel). Características que mejoran: Aumentan la plasticidad de las masas. Reducen la relación agua/cemento. Aumentan la docilidad para la misma agua/cemento. Disminuye la tendencia a la disgregación en el transporte. Mejora la adherencia a las armaduras.Mejoran la resistencia 10 ó 20 % por bajar el agua. Fuerza la hidratación a fondo. Aumenta la durabilidad y resistencia a la abrasión. Suelen retrasar el fraguado. Cuidado con tiempos fríos en dosis altas. Emplear en hormigones bombeados, para piezas muy armadas y hormigones vistos y de calidad. Lección II-2

39 Aditivos del hormigón Lección II-2
AIREANTES: Ocluyen en la masa burbujas de aire de 20 a 200 micras de diámetro, uniformemente repartidas y siguiendo una curva granulométrica contínua que se solapa con la del cemento y finos de la arena interceptando la red capilar del hormigón endurecido, mejorando la resistencia a las heladas y agentes agresivos. Sultancias orgánicas tipo resinas o aceites sulfonados.Se baten con el hormigón e incorporan volumen de aire entre en 3 y 6 %. Características: Hormigones mas dóciles y trabajables. Especial para áridos de machaqueo o pobres en arena. Son mas homogéneos y se segregan menos en transporte. Presentan mejor aspecto pero menores resistencias mecánicas. Mas impermeables por romper la capilaridad. Gran resistencia a las heladas por ser burbujas de expansión cuando se hiela el agua de los capilares. Mayor resistencia a aguas corrosivas por memor permeabilidad y menor absorción capilar. Los plastificantes son aireantes y viceversa. IMPERMEABILIZANTES: Un hormigón correctamente tratado es impermeable, tanto mas cuanto menor sea la capilaridad o mayor sea la compacidad. La red capilar se forma por evaporación del agua de amasado en exceso, y aumenta con: menos fino sea el cemento mayor sea la relación agua cemento. peor sea la composición granulométrica del hormigón. mas corto sea el curado Los impermeabilizantes de masa cierran los poros y capilares, mejorando la capilaridad. Impermeabilizantes son : Materias finas, sales de ácidos grasos, en general los plastificantes. Impermeabilizantes de superficie : actúan sobre la superficie del hormaigón endurecido : Resinas, siliconas, aceites, jabones. ADITIVOS ESPECIALES : Expansivos, compensadores de retracción, gasificantes, inhibidores de corrosion, insecticidas, fungicidas, .... Lección II-2

40 Riesgos y limitaciones
ÁRIDOS : Arenas y Gravas de igual o superior resistencia que el hormigón. Preferible de río o cantera silícicas o volcánicas Basalto ,andesita y calizas sólidas y densas. Grava o Árido grueso >5mm, fino <5mm Arena se divide en 2mm. Finos de arena <0,8mm Áridos rodados masas dóciles y trabajables. Menos agua. Áridos machaqueo mayor resistencia a tracción y química. Eliminar arcilla y polvo. La retracción disminuye al aumentar el tamaño. Coeficiente dilatación lineal en millonésimas: 12 a13 para silíceos y 7 a 12 para calizas, 9 para escoria que se emplea como árido artificial. Arena : parte fundamental, mejor las de río, rechazar las graníticas alteradas, calizas muy variables. Cuidado con la humedad si se dosifica en volumen. Grava : Las buenas calizas no rayadas con navaja, resistencia 1000kg/cm2, la rayadas por latón desechables, 500kg/cm2. Granulometría Tabla de Fuller pag 39 Finos que pasan por tamíz 0,080 A: 0,5% G: 1% Falta de adherencia pasta-árido, hormigón muy fisurable por retracción y poco resistente, Incluyen limos, arcillas, sales solub. Determinación Riesgos y limitaciones Terrones de arcilla A: 1% G: 0,25% Hormigón poco resistente, coqueras interiores y superficiales. Partículas que se deshacen en los dedos, en arenas de mina. Lección II-2

41 AGUAS: No muy ácidas, Ph > 5, ni con aceites, ni hidratos de carbono. Con sólidos en suspensión disminuyen la adherencia. Función : hidrata el cemento y hace trabajable la mezcla. Cada litro de mas es 2 Kg de cemento. El agua de curado es mas importante que el de amasado. Mas cantidad. Agua de mar perjudica protección de armaduras y no debe emplearse para ambientes salinos. Aluminosos nunca con agua de mar por ion Cl- Tabla 2.1  Agua en el hormigón : El agua en el hormigón se encuentra en los siguientes estados : ·      Agua combinada quimicamente o de cristalización. ·      Agua de gel. ·      Agua Zeolítica o intercristalina. ·      Agua adsorbida que rodea los granos de árido y pasta , adhiriéndose a ellos formando menisco. ·      Agua capilar o libre. El agua capilar y parte de la adsorbida puede evaporarse a Tª ordinaria. El agua restante puede perderse por calentamiento paulatinamente según aumenta la temperatura, hasta llegar a la temperatura cercana a los 1000ºC en que se degrada el hormigón. Lección II-2

42 AGUAS El agua es parte fundamental del Hormigón.   Tipos: Distinguimos el agua por la función en la que se emplea:   El Amasado y El Curado.   En ambas funciones el agua debe tener unas condiciones óptimas, pero en caso de no ser así las características del agua afectan de forma diferente al Hormigón en cada uno de ellas.   ·      Agua de Amasado:   Participa en las reacciones de hidratación del cemento. Confiere al hormigón la trabajabilidad para una correcta puesta en obra.   Debe limitarse al mínimo imprescindible ya que al evaporarse crea huecos (capilares) que disminuyen la resistencia y reducen la impermeabilidad.   1 litro de agua de mas = disminución de 2 Kg de cemento ·      Agua de Curado :   Se emplea durante el curado y el proceso de endurecimiento del Hormigón. Evita la desecación , mejora la hidratación y evita la retracción prematura.   Es mas peligrosa porque ya no actúa sobre la masa en estado plástico, es mas cantidad que la de amasado y su acción mas duradera. Lección II-2

43 Características del agua :
 En general las aguas potables son útiles, salvo las de alta montaña por su bajo Ph. y su pureza son mas agresivas. Pueden utilizarse aguas insalubres : Aguas de minas (salvo las de carbón ). Aguas de residuos industriales. Aguas pantanosas. Aguas depuradas con cloro.  No emplear: Aguas con Ph. < 5 Aguas con aceites, grasas o hidratos de Carbono. Aguas con materias sólidas en suspensión (limos o arcillas). Los finos reducen adherencia. Las aguas con cloruros se manifiestan a largo plazo. Para identificar si el agua es válida compara resistencias de amasadas a los 28 días de agua buena y el agua a utilizar. Agua de mar : Se admite en amasado de grandes masas , pero pierde resistencia (15%) y pueden aparecer manchas por la efluorescencia de la cristalización de las sales. El Contenido de ClNa es de 25 gr./l. apta para hormigón en masa pero no armado. El contenido en sulfatos (Magnésico, cálcico, potásico ) es de 3 gr./l. , superior al teórico admitido, sin embargo por reacciones químicas se comporta mejor que la no salada. No emplear en obras marinas. Ni con cementos aluminosos ===> fraguado relámpago. Lección II-2

44 INFLUENCIA DEL AGUA DEL AMASADO
Agua de más en litros/m3. Asiento cono Abrams en cm Pérdida Resistencia Agua exceso en litros /m3 - 8 - 9% (aumenta) + 20 7.5 18 % 0 (~ 160 l./ m3) 1 + 26 9 23 % + 4 3 4 % + 32 10 28 % + 9 4.5 9 % + 40 12 33 % + 14 6 14 % + 46 13 37 % Lección II-2

45 Lección II-2 AMASADO CURADO ¿ SON VALIDAS TODAS LAS AGUAS POTABLES ?
Características a cumplir : PH > 5 Sin grasas, aceites, hidratos. < 15 g/l Sin materias en suspensión. Sin sulfatos < 1 g/l Sin cloro < 6 g/l En hormigones aluminosos Ph < 8 Agua de mar Valida para amasado ( Resistencia - 15%) Propiedades: · Agua combinada quimicamente o de cristalización. ·      Agua de gel. ·      Agua Zeolítica o intercristalina. ·      Agua adsorbida que rodea los granos de árido y pasta , adhiriéndose a ellos formando menisco. ·      Agua capilar o libre. Muestras: Comparar con agua conocida. Envase no contaminante. Consignar: Nº Muestra. Fecha de la toma. Origen de la toma.Condiciones Tª y velocidad. Resultado ensayo “ in situ”. Operador y firma. Tamaño: 2 litros por partida. Conservación : Fin de obra ~ 1 año. Lección II-2

46 Áridos Los Áridos forman parte del hormigón con las funciones siguientes: Dar consistencia al hormigón. Ser el elemento resistente cuyo puente de unión es el cemento. Mejorar la trabajabilidad del hormigón. ·      Características: Se llama árido al conjunto de gravas y arenas que se utilizan para la fabricación del hormigón. El árido viene definido por el tamaño de sus partículas componentes y sus propiedades varían en función de las mismas. La grava le dá consistencia y resistencia, la arena proporciona maleabilidad , compactación y resistencia. Un buen hormigón debe llevar una distribución homogénea del tamaño de los áridos, cuya resistencia a compresión ha de ser como mínimo superior a la que se la pide al hormigón. Lección II-2

47 Tipos de Áridos Lección II-2 · Clasificación por su origen:
Gravas y arenas de río ( de tipo silíceo ). ( suelen ser cuarzo puro ) Gravas y arena de cantera. Gravas y arena de machaqueo de rocas volcánicas ( basalto, anhesita ). Gravas y arenas de rocas calizas sólidas y densas. Gravas y arenas procedentes de rocas sedimentarias ( calizas y dolomitas ). (ANALISIS) Gravas y arenas provenientes de rocas volcánicas sueltas ( pomez, toba ). (ANALISIS). Provenientes de calizas blandas, feldespatos, yesos, piritas, rocas friables o porosas. (NO). ·      Clasificación por su tamaño : ( al aumentar el tamaño disminuye la retracción ). Grava o Arido grueso : Fracción mayor de 5mm de diámetro. Arena gruesa : Entre 5mm > diámetro > 2mm. Arena fina : Entre 2 mm > diámetro > 0,8 mm. Polvo o Finos de Arena : inferior a 0,8 mm. ·      Por su forma : Aridos rodados : => Hormigones mas dóciles y trabajables. Requieren menos agua. Aridos machacados : => Acritud dificulta puesta en obra. Mayor resistencia a tracción y a agentes químicos. Mas finos, mas agua, menos resistencia, mas fisuras. ·      Por su dilatación : Aridos silíceos : 12 a 13 x10-6. Calizas : 7 a 12 x10-6. Escoria siderúrgica ( como árido ) : 9 x10-6. Lección II-2

48 Abertura en Milímetros
Tipos de Áridos Cuidados que hay que tener : ( Tabla 2.2 Montoya). Arenas con arcilla : lavar. Arenas de mar : si son limpias se pueden utilizar, lavarlas con agua dulce. Arenas de machaqueo de rocas granitos, basaltos, : excelentes si no hay descomposición. Arenas gráníticas alteradas (caolinización de los feldespatos ) => NUNCA. Arenas calizas tienen menos resistencia al desgaste, mezclar con 30 % de silíceas. Grava se aprecia su dureza, densidad, módulo de elasticidad, Limpieza y Cantos Vivos. No rayables con navaja : densidad 2,6 , dureza 1000 Kg/cm2. Rayables por el latón : densidad menor 2,3 y dureza menor de 500 Kg/cm2. Curva granulométrica : La curva granulométrica se obtiene poniendo en abcisas el diámetro del tamiz y en ordenadas los porcentajes que pasan en volumen. ( en papel semilogarítmico). Tamices ISO - 565 .125 .250 .50 1.00 2.00 4.00 8.00 16.00 31.50 63.00 UNE .160 .320 .63 1.25 2.50 5.00 10.00 20.00 40.00 80.00 Abertura en Milímetros Serie Tyler .149 .297 .59 1.19 2.38 4.76 9.50 19.00 38.00 76.00 Lección II-2

49 Características o parámetros fundamentales del Árido
Características o parámetros fundamentales : Tamaño máximo de árido, compacidad y granos finos. ·      Cuanto mayor el tamaño de árido menos agua y cemento ( menos superficie ). Pero tiene que pasar entre armaduras. Se llama tamaño al diámetro que lo circunda. ·      Se llama compacidad de un árido a la relación entre su volumen real y su volumen aparente. A mayor compacidad , menor volumen de huecos, y menor pasta para rellenarlos La granulometría de compacidad elevada se obtiene con poca arena y altos granos gruesos que necesitan poca agua de amasado. Masas poco trabajables que se disgregan con facilidad pero se obtienen hormigones muy resistentes, de mucha durabilidad y poca retracción. ·      Contenido óptimo de granos finos : hormigón mas dócil, trabajable y se disgrega menos en transporte, puesta en obra y compactación. ·      Parábola de fuller : para tamaños entre 70 ~ 50 ~ 20 mm y cemento > 300 kg/m3 . p = % en peso que pasa por cada tamiz. p = 100  d/D d = Diámetro de cada tamiz D = Tamaño máximo de árido. Método del módulo granulométrico : para áridos con tamaño max Se obtiene sumando los acumulados en % retenidos por cada tamiz y dividiendo por 100. Lección II-2

50 PROCESO DE FABRICACION DEL HORMIGON.
Datos Fundamentales que definen el hormigón: RESISTENCIA. CONSISTENCIA. TAMAÑO MAXIMO DE ARIDO. Para definir con precisión el proceso se han de hacer ensayos de laboratorio.   Fijar resistencia característica función de resistencia de obra Elegir tipo de cemento función de clase de obra, agresividad de medio y clima. Determinar la relación agua/cemento función de resistencia media, cemento y áridos. Fijar tamaño máximo de árido función de las características de los elementos de la obra Estimar la consistencia según forma de compactación => fijar cantidad agua y cemento Proporción de la mezcla de los áridos disponibles para obtener la curva granulométrica Cálculo de kg de cemento, kg de árido y litros de agua por m3 de Hormigón Efectuar las masas de prueba y relizar ensayos necesarios Lección II-2

51 Cimentación Resumen básico

52 Construcción de viviendas con sus manos.
INTRODUCCIÓN : En los tiempos primitivos el hombre intentaba reproducir las cavernas en el valle: Construcción de viviendas con sus manos. Las edificaciones tenían una o dos plantas como máximo. Se construía sobre terreno firme - roca - o con un muro grueso. En zonas pantanosas se construye sobre Palafitos - predecesor de los modernos pilotajes -. Para grandes construcciones - catedrales - que se habían de construir sobre terrenos blandos se procede a l apilamiento del material durante bastante tiempo provocando un asentamiento. Estas edificaciones han llegado a nuestros días. Si bien cualquier modificación del régimen hidrográfico del terreno puede llevar al traste con la edificación.

53 El coste de la construcción y la necesidad de la reducción de los plazos obliga a desarrollar nuevos materiales y sistemas de construcción , naciendo una nueva ciencia LA MECÁNICA DEL SUELO. Hoy en día no se concibe una construcción importante sin un análisis previo del terreno, mediante tomas de muestras para analizar las características físico - mecánicas en laboratorio y ensayos de resistencia in situ, así como el estudio de la estratificación del terreno y detección de las capas freáticas. Los nuevos materiales que se emplean en la construcción, hormigón y hormigón armado, así como la aparición de elementos ligeros de gran resistencia y poco peso, han permitido ir a diseños de edificaciones mas atrevidos. La cimentación es parte fundamental en toda obra de construcción y ha de proyectarse en función de la estructura que va a soportar.

54 4.- Tipos de cimentación : Superficial, Profunda, Especiales.
TEMAS RELACIONADOS CON LA CIMENTACIÓN. 1.- Somera descripción de las características de los suelos y su granulometría. 2.- Carácterísticas resistentes de los suelos, deformaciones a prever con el tiempo y efecto de la presencia del agua. 3.- Sondeos, tomas de muestras, como valorar las características mecánicas. Ensayos “in Situ”. 4.- Tipos de cimentación : Superficial, Profunda, Especiales. 5.- Esfuerzos admisibles en función de la estructura, terreno y cimentación. Capacidad portante del terreno, aientos previsibles, estabilidad general del suelo. 6.- Trabajos preliminares: Nivelación y acondicionamiento, apuntalamiento de las excavaciones.

55 TIPOS DE SUELOS. 1.   ROCAS IGNEAS O ERUPTIVAS. ·      Son silícicas ·      Se clasifican por la dimensión de sus cristales ( Graníticas, Basálticas,...) ·      Son impermeables y duras. ·      Resisten el aplastamiento mejor cuanto mas finos son sus granos. 2. ROCAS SEDIMENTARIAS. ·      Origen de sedimentos + esqueletos, conchas, .... ·      Por su base pueden ser : ·      Silícicas ·      Calcáreas. ·      Por su granulometría : ·      Rocas Compactas: - Calcárea blanda y friable* ( Creta) *Se desmenuza facilmente. - Calcarea dura (Caliza )* * Cantera. Son permeables, solubles en agua saturada de CO2 Pueden presentar gritas y fisuras, sobre todo en bordes. Las características pueden ser variables, en general muy buenos terrenos. - Siliciosas : sobre forma compacta, se aglomeran con productos coloidales que actúan a modo de cemento.

56 - Muy permeables. No importa el origen.
·    Por su granulometría : ·      Rocas Compactas ·      Piedras y Guijarros: - Muy permeables. No importa el origen.   ·     Arenas y Gravas : Silícicas y calcáreas. Se usan en la fabricación del hormigón. - Tamaño de grano muy importante. - Muy permeables. - Mucha importancia la presencia de agua. ·      Limos : Partículas mas finas que la arena. - Su comportamiento no depende de su naturaleza química. ·      Arcillas y Margas: - Arcillas : Rocas formadas por granos de silicatos de alúmina o de Magnesio hidratados. - Margas : Arcillas con 15% de Cal, es impermeable.

57 ·      Terrenos compresibles proceden de relleno de reciente formación:
- Turbas - Lodos de estuarios. ·      Sales Solubles : Pueden dejar huecos importantes: - Calcareas solo solubles en agua cargada de CO2. - Sal Gema ClNa. - Yeso = Sulfato de cal Hidratado =( SO4CA)H2O. - Potasa. ( ClK ) ·      Anhidrita : Sulfato anhídrico de Cal : se transforma en H2O y Yeso y se esponja. 3. Rocas Metamórficas: Son rocas igneas o eruptivas o sedimentarias sometidas a presión y temperatura diferentes a la de formación, siendo mas densas y duras. - Gneis, Marmol, esquistos. Su resistencia depende de las direcciones de los esfuerzos a que se sometan.

58 Resistencia de los terrenos :
Rocas hasta 20 Kg/cm2 Piedras y guijarros > 10mm Kg/cm2 Arenas y Gravas 10>x>0,02mm de 4 a 2 Kg/cm2 Limos....0,02mm>x>0,002 mm Kg/cm2 Arcillas < 0,002 mm ,2 Kg/cm2 Terrenos compresibles Asentamientos

59 Cargas a considerar : Edificación 1 Tn /m2 forjado = 0,1 Kg/cm2 Industria de 7 a 10 Tn/m2 =1,5 Kg/cm2 Peso de hormigón ,2 Tn/m3

60

61 Coeficientes de trabajo de los materiales :
TIPO DE MATERIAL RESISTENCIA Muro de piedra caliza 8 a 10 kg/cm2 Mortero de 200 kg de cemento ( 1/6 ) 50 Mortero de 300 kg de cemento ( ¼ ) 100 Ladrillo hueco con mortero 200 kg 6 Bloques huecos con mortero 200 kg 5 Hormigón armado a compresión 40 Hierro dulce normal Hierro redondo de acero corrugado a 4600 Piezas de madera 80 Ladrillo macizo con mortero de 200 kg 10 Mortero de cemento arena 200 kg (1/6) 50 Mortero de cemento arena 400 kg (1/3) 150 Coeficiente seguridad metales 1/3 Coeficiente seguridad Piedra 1/12 C.S. Maderas: Frente a rotura 1/8 C.S. Morteros: Frente a rotura 1/15

62 Clasificación por características mecánicas de los suelos.
Roca propiamente dicha: Buenas características  Cuidado con la existencia de grietas y discontinuidades de la placa. Si son calcareas pueden existir cavernas si hay rastros de agua. Admiten cargas según sus características :  Q > 20 Kg/cm2 Granitos, R. Igneas, Calcareas, Gres.  20> Q >12 Kg/cm2 Esquistos compactos.   12> Q > 5 Kg/cm2 Creta compacta y Tobas.  Esquistos : tienen planos de fallas por su origen foliado y laminar deben cargarse erpendicularmente a sus planos. Suelen ser buenos suelos si no poseen sales solubles. Por su caracter foliar filtran bien el agua.

63 Clasificación por características mecánicas de los suelos.
Piedras y Gijarros : Granos con Diámetro > 10 mm. Si los huecos están colmatados o cementados hacen un suelo ideal. Si los huecos están libres es el rozamiento el que equilibra los esfuerzos, por lo que pueden producirse asentamientos iniciales rápidos y poco importantes. Es un suelo bueno. Pueden circular grandes caudales de agua sin verse afectados Si el cementado es arciloso se esponja en presencia de agua. Resistencia a compresión > 10 Kg/cm2.

64 Clasificación por características mecánicas de los suelos.
Arenas y Gravas : Granos de tamaño entre 0,02 mm y 10 mm. Son buenos terenos. Sufren Deformaciones rápidas y limitadas. Se equilibran por rozamiento entre granos. La tensión de trabajo se calcula por la Ley de Coulomb si está seca: t = N tg f Si está húmeda aumenta su resistencia ya que la película aumenta la cohexión. Si está llena de agua puede tener asentamientos rápidos y débiles. Atención especial en arenas que puede darse el efecto Derrame : Corrimeinto tipo arenas movedizas , que se produce al punzar o escavar en arena sobre un estado de equilibrio. Tambien se produce al inundar de agua. Es mas peligroso al ser mas fina. Evitar las corrientes de agua. Reistencia de 6 a 7 Kg/cm2, para trabajar emplear 4 Kg/cm2. Si se cimentan zapatas sobre arena no sobrepasar 2 Kg/cm2.

65 Clasificación por características mecánicas de los suelos.
Limos y Polvos : Granos de tamaño entre 0,002 mm y 0,02 mm. Son granos muy finos, comprendidos entre arcillas y arenas. Sufren asentamientos importantes y muy lentos. El agua circula con lentitud ( poco permeables 10-6 a 10-7 ). Aprisionan agua dando lugar a lodo rígido. En capa horizontal es estable, en capa inclinada el limo húmedo es muy fluido, por lo que aunque construyendo en tiempo seco no aparezcan problemas, cuando llueva puede tener corrimientos. Resistencia a compresión media 3 Kg/cm2.  Arcillas y Margas : Granos< 0,002 mm = 20 m. Materiales plásticos, varían sus propiedades segun la higrometría. Pueden tener Resistencia apreciable ó nula según los casos. Sufren deformaciones de gran duración. Fenómenos de hinchamiento. Macromoléculas o microagregados : Espesor 1 m, Longitud 0,25 mm. Son impermeables pero absorben agua y producen hinchamientos. Bajo presión y temperatura en estado plastico, sueltan agua y asientan. En estado fluido no resisten nada. Límite de fluidez es el paso de fluido a plástico.

66 Objeto: Determinar la dureza, espesor y estado del subsuelo.
Para elegir la solución mas segura, eficaz y económica de cimentación. Operación previa : Desbrozar y eliminar la capa de tierra vegetal y aquella que por su superficialidad no sea característica de las condiciones del suelo. Si las características del suelo no son las requeridas, únicamente nos resta profundizar mas ó cambiar de lugar. Los sondeos deben ser próximos al lugar de carga para que permitan detectar: ·                    Composición del suelo. ·                    Inclinación de capas ·                    Variación eventual de espesor ·                    Dispersión geográfica de características. Cuanto mejor es el terreno menos sondeos hacen falta. En terreno granítico solo 2 ó 3 para ver que no es una roca suelta. El programa de sondeos se confeccionará según el conocimiento previo del terreno Profundidad de los sondeos se hará de forma que alcance todas las capas que puedan estar influenciadas por el peso de la obra.

67 Reparto Triangular 45º en Kg/cm2
Bulbo de presiones: son superficies de igual presión que tiene forma ovoide y que reflejan la influencia de la presión de la carga sobre el terreno. Boussinesq: Debajo de una carga puntual la presión disminuye con el cuadrado de la profundidad. -2 m -4 m - 6 m - 8 m 45º Altura en m Reparto Ovoide Kg/cm2 Reparto Triangular 45º en Kg/cm2 2 1,44 0.5 4 .68 .22 6 .40 .12 8 .25 .08 El esfuerzo normal vertical (  = 0 ) varía según las fórmulas : Boussinesq Fröhlich nQ * cos3  q = r2 nQ * cosn+2  q = z2 n coeficiente función del material ( 3 para las arcillas , 6 para las arenas ).

68 Una regla simple puede ser:
Se ha de profundizar hasta la primera capa que resista la carga o hasta donde resista la punta maciza de un pilote Una regla simple puede ser: una zapata aislada veces su anchura un conjunto de zapatas de 1,5 a 2 veces su anchura un conjunto pilotado veces su anchura a partir de la punta Cuidados con las tomas de muestras: No alterar el estado de humedad Señalar la profundidad, cual es la posición (superior e inferior, orientación y lugar del sondeo) El recipiente de traslado ha de ser rígido y estanco En la toma de muestras siempre se producen torsiones, cortaduras y compresiones que pueden alterar el resultado

69 Realización del sondeo :
·                    En pequeña construcción y terreno bueno : Perforar algunos metros de profundidad empleando: - barrena de mina. - pala mecánica. - taladro manual. Los datos son poco precisos pero dan idea de como es el terreno en función de la velocidad de avance y del examen de las tierras.  Se pueden complementar con tomas de muestras cúbicas ( pozo). Para conocer la permeabilidad hace falta entubado “in situ”. Las muestras deben ser inalteradas. Métodos de perforación :Proporcionan la máxima información. Indican las propiedades mecánicas, físicas y químicas del suelo. Por rotación en seco, perforación con lodo, por percusión con entubado mecánico. Cuchara tomamuestras. Obtiene una muestra cilíndrica del fondo de la sonda. Tubo cilíndrico de paredes delgadas sin fondo Penetra por percusión ó presión a una velocidad de 15 a 30 cm/seg.. Se sellan las extremidades de la muestra con parafina Las muestras tienen un tamaño de 10 cm de Diam. y de 30 a 40 de altura. Caja cúbica para tomar muestras en laterales de pozos. En Roca se emplea tubo doble con base dentada que actúa de taladro y opera por rotación. Para arcillas y suelos coherentes se emplea sacamuestras de pared delgada de 50 a 75 mm de diámetro y 1 metro de longitud que es desmontable y sirve para trasladar la muestra.

70 PROPIEDADES DEL SUELO Porosidad “ n” : es la relación entre el volumen de huecos “” respecto al volumen total de la muestra V . Varía del 26 al 48 % en las arenas. Índice de huecos “e” : es la relación entre el volumen de huecos y el ocupado por las partículas. e =  / V- ; e = n / 1- n Contenido de agua : es la relación entre el peso del agua contenida en la muestra con relación al peso de sus partículas secas. Grado de saturación “s” : es la relación entre el volumen de agua y el de huecos + agua, en %. ’/ = s.

71 Permeabilidad : Es la propiedad de dejar pasar agua.
Ley de Darcy : La cantidad de agua que atraviesa una capa de terreno por unidad de tiempo es proporcional a su superficie y a la pérdida de carga por unidad de longitud. o = k p/l donde k es el coeficiente de permeabilidad de terreno. cm/seg. p se expresa en metros de columna de agua. Para los terrenos poco permeables k < 10-7 m/s. Para la arcilla k < 10-8 m/s. Para la arena k < 10-3 m/s. Para la gravilla k > 1 m/s. La permeabilidad baja al disminuir el nº de huecos. ( compactar = disminuir el índice de huecos.). Peso volumétrico de un terreno : Depende del índice de huecos y del estado higrométrico del mismo. Varía en torno a 2,7. Terreno seco: g = (1 - n) gs ( peso volumétrico de las partículas sólidas). Terreno saturado : g = (1 - n) gs + ge (peso volumétrico del agua) Terreno húmedo : g = (1 - n) gs + n s ge Coeficiente de Compresibilidad : e/p = es la relación entre el índice de huecos y la presión aplicada a un terreno ( característica de las arcillas).

72 Ángulo de rozamiento : Es la relación entre el esfuerzo de cortadura y el normal sobre el terreno hasta el punto de romperse :  = s tg  tg  es el coeficiente de rozamiento aparente y  el ángulo de rozamiento aparente. Cohesión : Es debida a la acción de las fuerzas de tensión capilar del agua o de un aglomerante que mantiene unidos los granos entre si . Es la resistencia a la cortadura.  = c + n tg  .

73 ENSAYOS DE LABORATORIO:
Determinación del volumen de agua : Pesado muestra y después de calentar a 105º C. Medida de la resistividad. Irradiación con neutrones y contaje de neutrones lentos. Determinación del índice de huecos : Se obtiene conociendo el Volumen inicial, el peso de la materia sólida, y el peso específico. e = V: P/ gs -1 También se puede medir por resistividad, comparando la del agua y la de la muestra saturada. Permeabilidad : Se coloca una muestra entre dos placas porosas y se calcula la cantidad de agua que pasa por unidad de tiempo: Q = a h = k h/l A t. Donde A es la sección de la muestra y a la sección del tubo.