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“AÑO DE LA DIVERSIFICACION PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACION”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

TECNOLOGÍA DE MATERIALES

DOCENTE:

Dra. Aida Zapata

ALUMNO:

Choquehuanca Mamani Josef Jimy - 140956

FECHA DE LABORATORIO:

15 de mayo del 2015

FECHA DE ENTREGA DE INFORME:

22 de mayo del 2015

2015-I

Laboratorio

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L A B O R A T O R I O : “ANÁLISIS DE LA FLEXION Y COMPRESION DE LA MADERA”

I. O B J E T I V O S:

a) Conocer en que consiste el ensayo de flexión.

b) Observar el fenómeno de flexión en madera

c) Determinar por qué se prodúcela flexión en vigas.

d) Observar como varía la inercia del material en este fenómeno y determinar las relaciones

que debe tener una pieza para que no se produzca la flexión.

e) Observar las diferentes formas de falla que pueden producir este fenómeno.

f) Saber que propiedades posee la madera de construcción (conacaste).

g) Conocer las normas internacionales que rigen el ensayo Norma ASTM.

II. DESCRIPCION DEL LABORATORIO:

EQUIPOS Y MATERIALES:

1. Maderas (probetas) aguano (semi madura) de 2.5 * 2.5 * 5 cm y 2.5 * 2.5 * 32 cm.

2. Máquina de laboratorio AMSLER.

3. Aceite para la lubricación de la máquina AMSLER.

Introducción:

El trabajo actual presenta la investigación bibliográfica del ensayo de flexión en madera. Donde

se explica de una manera breve en que consiste el mismo, desde la preparación del material al

que será sometido a la prueba hasta el objetivo que persigue la misma.

Sabemos que un ensayo de flexión consiste en conocer la resistencia que posee un material a la

flexión, conociendo su límite de tensión, su módulo de rotura y la carga que el material puede

soportar. Esta prueba hecha se rige bajo ciertos criterios normados internacionalmente;

mostraremos desde cómo se prepara la probeta del material, como preparar la máquina, las

formulas a utilizar, los gráficos correspondientes para dicha prueba.

Con todo esto se pretende que se tenga un conocimiento de las propiedades del material que

será sometido a la prueba, así como la utilidad de esta prueba para saber en qué productos será

aplicable el uso de este material.

GENERALIDADES DE LA MADERA

La madera es un tejido exclusivo de los vegetales leñosos, que como tales tienen diferenciados y

especializados sus tejidos. Estos están formados por células que se pueden asemejar a tubos

huecos, en el que la pared del tubo se correspondería con la pared celular y el interior hueco

con el lumen de la célula. De forma simple y general se puede decir que la madera está formada

principalmente por la unión de estas células; su tamaño, forma y distribución junto con otros

elementos anatómicos, como los radios leñosos, la presencia de canales resiníferos o de vasos,

etc. son los que dan lugar o definen las diferentes especies de madera. Esta estructura tubular

es la que confiere las propiedades que tiene la madera, que depende en gran medida de las

propiedades de la pared celular.

CARACTERISTICAS DE LA MADERA:

Toda madera está constituida por los siguientes cuatros componentes:

1. Celulosa, que constituye 70% de la madera; se divide en dos tipos, alfa-celulosa y

hemi- celulosa. La celulosa alfa es la base del papel, productos de pulpa, textiles

sintéticos y plásticos. En la actualidad, la hemi-celulosa se usa poco y quizá se puede

lograr su uso completo mediante una investigación continua.

2. Lignina, que constituye cerca del 18 al 28% de la madera; es el adhesivo que da la

resistencia y rigidez a la madera.

3. Extractivos, que no son parte de la estructura de la madera pero aportan propiedades

tales como el color, olor, sabor y resistencia al deterioro. Consisten en tanino, almidón,

materia colorante, aceites, resinas, grasas y ceras. Se pueden eliminar de la madera

mediantes disolventes neutros, agua, alcohol, acetona, benceno y éter.

4. Minerales formados de ceniza, que constituyen desde el 0.2 al 1.0% de la madera y

forman parte de la estructura de la madera. Son elementos nutrientes del árbol y se

convierten en cenizas cuando la lignina y la celulosa se queman.

Propiedades físicas

Las propiedades de la madera dependen, del crecimiento, edad, contenido de

humedad, clases de terreno y distintas partes del tronco.

Humedad

La madera contiene agua de constitución, inerte a su naturaleza orgánica, agua de

saturación, que impregna las paredes de los elementos leñosos, y agua libre, absorbida

por capilaridad por los vasos.

Como la madera es higroscópica, absorbe o desprende humedad, según el medio

ambiente. El agua libre desaparece totalmente al cabo de un cierto tiempo, quedando,

además del agua de constitución, el agua de saturación correspondiente a la humedad

de la atmósfera que rodee a la madera, hasta conseguir un equilibrio, diciéndose que la

madera esta secada al aire.

La humedad de la madera varía entre límites muy amplios. En la madera recién cortada

oscila entre el 50 y 60 por ciento, y por imbibición puede llegar hasta el 250 y 300 por

ciento. La madera secada al aire contiene del 10 al 15 por ciento de su peso de agua, y

como las distintas mediciones físicas están afectadas por el tanto por ciento de

humedad, se ha convenido en referir los diversos ensayos a una humedad media

internacional de 15 por ciento.

La humedad de las maderas se aprecia, además del procedimiento de pesadas, de

probetas, húmedas y desecadas, y el colorimétrico, por la conductividad eléctrica,

empleando girómetros eléctricos. Estas variaciones de humedad hacen que la madera

se hinche o contraiga, variando su volumen y, por consiguiente, su densidad.

Densidad

La densidad real de las maderas es sensiblemente igual para todas las especies,

aproximadamente 1,56. La densidad aparente varía no solo de unas especies a otras,

sino aún en la misma con el grado de humedad y sitio del árbol, y para hallar la

densidad media de un árbol hay que sacar probetas de varios sitios.

Como la densidad aparente comprende el volumen de los huecos y los macizos, cuanto

mayor sea la densidad aparente de una madera, mayor será la superficie de sus

elementos resistentes y menor el de sus poros.

Las maderas se clasifican por su densidad aparente en:

- Pesadas, si es mayor de 0.8.

- Ligeras, si está comprendida entre 0.5 y 0.7.

- Muy ligeras, las menores de 0.5.

La densidad aparente de las maderas más corrientes, secadas al aire, son:

Contracción e Hinchamiento

La madera cambia de volumen según la humedad que contiene. Cuando pierde agua,

se contrae o merma, siendo mínima en la dirección axial o de las fibras, no pasa del 0.8

por ciento; de 1 a 7.8 por ciento, en dirección radial, y de 5 a 11.5 por ciento, en la

tangencial.

La contracción es mayor en la albura que en el corazón, originando tensiones por

desecación que agrietan y alabean la madera.

El hinchamiento se produce cuando absorbe humedad. La madera sumergida aumenta

poco de volumen en sentido axial o de las fibras, y de un 2.5 al 6 por ciento en sentido

perpendicular; pero en peso, el aumento oscila del 50 al 150 por ciento. La madera

aumenta de volumen hasta el punto de saturación (20 a 25 por ciento de agua), y a

partir de él no aumenta más de volumen, aunque siga absorbiendo agua. Hay que tener

muy presente estas variaciones de volumen en las piezas que hayan de estar

sometidas a oscilaciones de sequedad y humedad, dejando espacios necesarios para

que los empujes que se produzcan no comprometan la estabilidad de la obra.

Dureza

La dureza de la madera es la resistencia que opone al desgaste, rayado, clavar, etc.

Depende de su densidad, edad, estructura y si se trabaja en sentido de sus fibras o en

el perpendicular. Cuanta más vieja y dura es, mayor la resistencia que opone. La

madera de corazón tiene mayor resistencia que la de albura: la crecida lentamente

obtiene una mayor resistencia que la madera que crece de prisa.

Por su dureza se clasifican en:

- Muy duras; ébano, serbal, encina y tejo.

- Bastante duras; roble, arce, fresno, álamo, acacia, cerezo, almendro.

- Algo duras; castaño, haya, nogal, peral, aguano, pino, eucalipto.

- Blanda; Abeto, alerce, pino, sauce.

- Muy blandas; tilo, chopo,corriente.

Conductividad

La madera seca es mala conductora del calor y electricidad, no así cuando está

húmeda.

La conductividad es mayor en el sentido longitudinal que en radial o transversal, y más

en las maderas pesadas que en las ligeras o porosas, por lo cual se emplean como

aisladores térmicos en los pavimentos y paredes.

Dilatación térmica

El coeficiente de dilatación lineal de la madera es muy pequeño, pudiendo ser

despreciado.

Duración

La duración de la madera varía mucho con la clase y medio. A la intemperie, y sin

impregnar depende de las alternativas de sequedad y humedad: el roble dura 100 años:

álamo, sesenta a noventa años; pino, alerce, cuarenta a ochenta años; sauce dura

treinta años, el aguano dura aproximadamente 30 a 40 años.

Se admite como duración media de la madera enterrada la de diez años.

Propiedades mecánicas

Debido a la anisotropía de su estructura, a la hora de definir sus propiedades

mecánicas se consideran la dirección perpendicular y la dirección paralela a la fibra. En

este hecho radica la principal diferencia de comportamiento frente a otros materiales

utilizados estructuralmente, como el acero y el hormigón. Las resistencias y módulos de

elasticidad en la dirección paralela a la fibra son mucho más elevados que en la

dirección perpendicular.

Para conocer las posibilidades estructurales de la madera es obligado analizar sus

Características mecánicas y compararlas con las de otros materiales. En la tabla se

comparan los valores medios de las tensiones admisibles de la madera, hormigón y

acero.

PR O CED I M I EN T O D EL L AB O RA TOR I O : FLEXION

1. Se posiciona la madera de 2.5 * 2.5 * 32 cm en la maquina

V. PANEL FOTOGRÁFICO:

VI. OBSERVACIONES:

En cuanto a los materiales: la cal y el agua que utilizamos no nos presentaron algún

inconveniente visto que eran de buena calidad.

El procedimiento que tenemos que mejorar, abarca el cálculo exacto de los tiempos

para determinar la velocidad del fraguado, ya que en alguno de ellos llegamos a

exceder en unos segundos, por demora de la medición de la altura introducida en la

mezcla de la aguja que se utilizó para la comprobación del fraguado de la mezcla.

La aguja de vicat estaba en mal estado, puesto que no se podía graduar

correctamente, debido al constante uso de este instrumento.

Se debe tener mucho cuidado con el control del fraguado del yeso ya que este tiende

a fraguar muy rápidamente por eso se mide su evolución cada minuto.

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

La realización de este laboratorio nos permite insitu y directamente poder

comprender la forma de conocer y analizar el tiempo de fraguado de las pastas de

cal, yeso y cemento.

El objetivo de nuestro laboratorio se cumplió con éxito ya que llegamos a conocer y a

obtener conclusiones para la obtención adecuada del fraguado de la pasta, que no

sea tan rápida tampoco lenta, que nos facilite para el moldeo y para acortar tiempo.

Para obtener más trabajabilidad en el laboratorio se recomendaría utilizar recipientes

de metal en vez de usar recipientes de plástico ya que es más fácil su limpieza.

El fraguado del cal ocurre de manera lenta y en comparación con los demás

materiales utilizados es el que fragua muy lento.

Si bien el desarrollo del laboratorio fue exitoso, podemos manifestar que las siempre

se recomienda que se pueda obtener los materiales de forma conjunta de tal

manera que se pueda desarrollar de manera eficaz y que no se presente las

dificultades en el proceso de obtención de materiales, para poder tener una

excelente realización de próximos laboratorios y estudios concernientes a estos

temas de gran interés e influencia en los estudios prácticos.

VIII. ANEXOS:

Tiempo Distancia (mm)

T=0 min 0

0

T=2 min 15

seg 2.250

T=5 min 5

27

T=10 min 10

27

T=25 min 25

27

T=2 h 30 min 150

34

T=24 h 56 min 1496

46

T=48 h 34 min 2914

50

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 35000

10

20

30

40

50

60

Fraguado de la cal

Curva de Fraguado

Tiempo (seg.)

Dist

ancia

(mm

.)