Proyecto - Informe relacionado a física, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física

¡Descarga Proyecto - Informe relacionado a física y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Física solo en Docsity! PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 01 – MATERIALES PÉTREOS Docente del curso Materiales de Construcción PRÁCTICA N° 01 DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES DE MATERIALES PÉTREOS INTRODUCCIÓN: La presente práctica desarrolla la temática para la determinación de las propiedades físicas mecánicas de rocas existentes en la ciudad. Dentro de las propiedades físicas a determinar se encuentran: Porosidad, contenido de humedad, grado de absorción, peso específico, capilaridad, y dentro de las propiedades mecánicas se determinará la resistencia a la compresión. Estas propiedades se evaluaran a rocas de diferente origen. Los datos serán procesados y analizados mediante herramientas estadísticas para su correcta interpretación y utilización. MATERIALES: Se deberá traer los siguientes materiales. - 03 rocas labradas por equipo. Estas rocas, serán cúbicas de 4cm x 4cm x 4cm de tamaño. HERRAMIENTAS: Se deberá traer las siguientes herramientas para el desarrollo de la práctica: - 01 bandeja de plástico o metálica de 50cm x 50 cm aproximadamente y de altura mayor a 8cm. - 01 comba mediana. (4 o 6 libras) - 01 Cronómetro. - 01 Marcador. - 02 Taras metálicas. - 01 Embudo de plástico mediano. - 01 Tijera mediana punta roma. - 01 onza de tinte color azul o verde o rojo, que se diluya en agua (anilina). - 01 Cámara fotográfica. - 06 trozos de cerámica de 1cm de ancho de longitud variable o tripley espesor de 4mm (Referencia de mínimo 1cm de ancho * 20cm) - Hojas de recopilación de datos. A) DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS DE ROCA LABRADA A.1) DETERMINACIÓN DE LA CAPILARIDAD DE UNA ROCA. a. OBJETIVOS - Determinar la capilaridad de tres probetas de roca. - Experimentar y conocer técnicas de control de error. - Comparar resultados con otros equipos. - Realizar el análisis de los resultados obtenidos. PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 01 – MATERIALES PÉTREOS Docente del curso Materiales de Construcción b. FUNDAMENTO TEÓRICO CAPILARIDAD • Es la propiedad que tiene la roca y que consiste en el ascenso del agua que está en contacto con sus caras. Fig. 01: Capilares. c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR EQUIPOS - Balanza, capacidad 300 gr - Horno de 50Lt. Temperatura 100°C ±5ºC - Termómetro ambiental. HERRAMIENTAS. · Vernier. · Wincha. · Bandeja metálica. · Hoja de reporte. · Cronómetro. · Cámara fotográfica. MATERIALES. - 03 Probetas normalizadas para ensayo. Las probetas serán cúbicas de 4cm x 4cm x 4cm de tamaño. - 01 Onza de tinte pudiendo ser: anilina, tempera, de color rojo, azul o verde. - 01 Bandeja de plástico mediana de altura mayor a 8cm. d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES. - Medir las muestras con el vernier y determinar el promedio de cada dimensión. Foto N° 02: Medición de muestra - Colocar en el Horno a una temperatura de 100ºC ± 5ºC por 24 horas, hasta peso constante y Determinar el peso seco de la muestra. - Colocar unos tacos de 0.5 a 1cm de altura dentro de la bandeja. - Colocar las muestras de roca sobre los tacos en la bandeja, PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 01 – MATERIALES PÉTREOS Docente del curso Materiales de Construcción - Termómetro ambiental. HERRAMIENTAS. · Hoja de reporte. · Balde de capacidad de 18L. · Cronómetro. · Cámara fotográfica. MATERIALES. - Serán 03 probetas de roca labrada de 4cm de lado por equipo. d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES. - Medir las muestras con el vernier y determinar el promedio de cada dimensión. - Colocar en el Horno a una temperatura de 100ºC ± 5ºC por 24 horas, hasta peso constante con variación menor al 0.5%. - Determinar el peso seco de la muestra. - Colocar dentro del agua por un tiempo mínimo de 24 horas y hasta obtener peso saturado con variación menor al 0.5%. - Determinar el grado de absorción mediante la siguiente expresión: FOTO N° 07: Pesado de muestra de roca. FOTO N° 08: Saturación de muestra por 24 horas. e. EJEMPLO DE RESULTADOS: PROBETAS P.SATURADO P.SECO G.A% Promedio DS CV (Hacer su análisis de los resultados obtenidos)… A.3) DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO APARENTE DE UNA ROCA. a. OBJETIVOS PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 01 – MATERIALES PÉTREOS Docente del curso Materiales de Construcción - Determinar el peso específico aparente de tres muestras de roca. - Experimentar y conocer técnicas de control de error. - Comparar resultados con otros equipos. - Realizar el análisis físico y estadístico de los resultados obtenidos. b. FUNDAMENTO TEÓRICO PESO ESPECÍFICO • Es la propiedad que tiene la roca que relaciona el peso de una muestra y su volumen. c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR EQUIPOS - Balanza, capacidad 300 gr - Horno de 50L. Temperatura 100 ±5ºC - Termómetro ambiental. HERRAMIENTAS. · Vernier. · Wincha. · Hoja de reporte. · Cronómetro. · Cámara fotográfica. MATERIALES. - 03 probetas de roca por equipo. d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES. - Medir las muestras con el vernier y determinar el promedio de cada dimensión (largo, ancho, alto). - Colocar en el Horno a una temperatura de 100ºC ± 5ºC por 24 horas, hasta peso constante y Determinar el peso seco de la muestra. - Colocar dentro del agua por un tiempo de 24 horas y obtener peso de agua saturada. - Determinar el peso especifica aparente, y peso específico en condición saturada superficialmente seco. Use la siguiente expresión: Vap = (Psat – Psum ) /  Peso = Peso sólido = Peso seco Gráfica N° 09: Volúmenes de un material. aparenteVolumen Peso AparenteeP _ _..  b c a ha=Huecos inaccesibles ---> Poros inaccesibles ha=Huecos accesibles ---> Poros accesibles PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 01 – MATERIALES PÉTREOS Docente del curso Materiales de Construcción Determinación de peso sumergido. e. ANOTACIONES: A.4) DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL DE UNA ROCA. a. OBJETIVOS - Determinar el contenido de humedad de tres muestras de roca. - Experimentar y conocer técnicas de control de error. - Comparar resultados con otros equipos. - Realizar el análisis físico y estadístico de los resultados obtenidos. b. FUNDAMENTO TEÓRICO CONTENIDO DE HUMEDAD • Es la propiedad que tiene la roca que relaciona el peso del agua presente en una muestra y el peso seco de la misma. Se lo expresa en porcentaje. c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 01 – MATERIALES PÉTREOS Docente del curso Materiales de Construcción - En estado de saturación se sumerge, obteniéndose en la balanza hidrostática su peso. - Para finalizar el ensayo la muestra se vuelve a secar hasta peso constante y se pulveriza con una comba y se pesa asa por la malla N° 50 todo el material, - Se llena el frasco Le Chatelier, con agua hasta un punto entre 0 y 1 ml asegurándose de que quedó seco en el interior por encima de este nivel, esta lectura fue L0 (lectura Inicial). Luego, se agrega 50 a 70 gramos de polvo de roca en pequeñas cantidades (la cantidad dependerá de la necesaria para alcanzar las marcas superiores), teniendo cuidado de no derramar el líquido ni untar las paredes por encima del nivel. - Después de agregar todo el polvo de roca, debe colocarse el tapón en el frasco y hacerse girar en posición inclinada o en círculo horizontal poco a poco, hasta que no asciendan burbujas a la superficie del líquido, para sacarle el aire. Si se ha añadido una cantidad apropiada de polvo de roca, el nivel del líquido debe estar en su posición final en cualquier punto en la serie superior de graduaciones. - Se coloca el frasco en baño de María, un tiempo suficiente o usar la bomba de va´cios con apoyo del encargado de laboratorio. - Por último, se tomó la lectura final Lf. - Se obtiene el volumen desplazado de agua, - Luego se determinan las propiedades volumétricas con las ecuaciones conocidas. Foto 33: Pesado de roca pulverizada. e. RESULTADOS:  PN =480g (peso en estado natural de la muestra -incluye el peso del agua que contiene)  PSEC = 475.2g (peso de la muestra sin el agua)  PSAT= 500.5g (peso de la muestra saturada)  PSUM = 270g (peso de la muestra en el agua previamente saturada la muestra)  VSOL= 183cm³ (volumen de la parte sólida de la muestra –sin aire-) 2.06 gr/cm3 2.59 gr/cm3 20.4% 10.97% 9.43% 79.6% PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 01 – MATERIALES PÉTREOS Docente del curso Materiales de Construcción 5.3% 53.77% a. ANOTACIONES: f. ANÁLISIS: …(Hacer su análisis de los resultados obtenidos)… C) DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES MECÁNICAS C.1) DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE ROCAS. b.1.a. OBJETIVOS El objetivo del ensayo de COMPRESIÓN es: o Determinar aspectos importantes de la resistencia y, que pueden servir para el control de calidad, especificaciones técnicas, y modos de falla de rocas de cemento hidráulico que se expende y arena existente en Cajamarca. o Ensayar a compresión especímenes de roca. o Comparar resultados con otras brigadas. o Realizar el análisis de los resultados obtenidos. b. FUNDAMENTO TEÓRICO En las rocas, la resistencia más significativa es a compresión, porque éste material va a trabajar a compresión dentro del contexto de cualquier estructura. Para determinar este ensayo el procedimiento que se describe. Es evidente la importancia de las prácticas en el laboratorio para que el alumno adquiera conocimiento directo de los ensayos en los que se comprueba el comportamiento real de los materiales en los diversos aspectos que pueden interesar, y se proporciona al alumno la oportunidad de conocer el proceso investigador que conduce desde la teoría hasta la preparación de normas o especificaciones aplicables a cada material. PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 01 – MATERIALES PÉTREOS Docente del curso Materiales de Construcción c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR EQUIPOS - Prensa hidráulica, capacidad 10 000 kgf. Termómetro ambiental. HERRAMIENTAS. - Vernier. - Wincha. - Hoja de reporte. - 24 trozos de papel de 6cm X 6cm - Cronómetro. - Cámara fotográfica. MATERIALES. - 03 Probetas normalizadas para ensayo de 4cm * 4cm * 4 cm. d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES. ANTES DEL ENSAYO: 1° Determinar las dimensiones promedio de la probeta, es decir el valor promedio de a, b y c por lo menos con la lectura de tres valores, esto nos garantizará el valor más cercano a la realidad que tiene cada una de sus dimensiones. Los valores de sus tres dimensiones nos dará el valor más probable del área resistente así como de la dimensión que se va a deformar. 2° Determinar el área neta que soportará la carga y marcarlo para identificarlo. Gráfica N°10: Determinación de dimensiones. 3° Verificar el paralelismo de las caras que van a ser comprimidas, esto en la medida que la máquina de ensayo no registra el valor de la carga si sus caras comprimidas no estén paralelas sin embargo, si se registra deformaciones: y entonces el diagrama Esfuerzo vs Deformación Unitaria puede tener una anomalía como la que se muestra en el gráfico, es decir una deformación inicial sin ningún nivel de carga. Gráfica N°11: Esfuerzo deformación no deseable. PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 01 – MATERIALES PÉTREOS Docente del curso Materiales de Construcción 10 18000 0.72 730.19 0.0140625 11 20000 0.88 811.33 0.0171875 12 21280 1.12 863.25 0.021875 Carga de rotura: 212805 Kg.f/cm2 Tiempo de ensayo: 64.67 segundos. Velocidad de ensayo: 329.05 Kg.f/seg = 12.54 Kg.f/cm2/seg La velocidad no será mayor de 7000 Kg.f/cm2 por minuto ó 116Kg.f/cm2 por segundo. Se repite para todas las probetas, luego se obtiene la resistencia promedio, desviación estándar, y coeficiente de variación. - Ajustar tramo elástico y encontrar módulo de elasticidad. a) Línea de ajuste: Regresión lineal Esf = 132522 Eu + 17.335 R2 = 0.9 b) Esfuerzo en el límite elástico= 405.66 kg/cm2 (Punto 6) c) Esfuerzo Máximo: 863.25 kg/cm2. Gráfica N° 14:Diagrama Esfuerzo Deformación, y recta del tramo elástico. Cuadro 12: Cuadro Resumen de resistencia a compresión de probetas de roca. Probeta Área Carga Esfuerzo Tiempo Velocidad cm2 máxima Compresión (Kg.f) kg/cm2 (seg) kg/cm2/seg 1 24.651 21280 863.25 64.67 13.34855 2 27.359 20025 731.93 78.52 9.321633 3 25.908 17055 658.29 84.83 7.760119 Promedio 751.16 kg/cm2 10.14 kg/cm2/seg Desv. Estandar: 10.31 kg/cm2 2.88 kg/cm2/seg Coef. Variación: 1.4% 28.4% PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 01 – MATERIALES PÉTREOS Docente del curso Materiales de Construcción Gráfica N° 15: Forma de rotura y fisuras de Muestra N° 3 de roca felsita. f. ANÁLISIS Realizar análisis de los resultados obtenidos y discutirlos… D) CUESTIONES Y APLICACIONES. Responder: a) Determinar el volumen aparente de una roca, conociendo que su peso saturado es de: 230 gr y su peso sumergido es de: 177gr. b) Indicar cuánta agua aportaría una roca con un peso natural de 345 gr y un contenido de humedad de 4% y Cab % de 1%. c) indicar, si una pilastra de 25cm de diámetro, hecha de roca de su ensayo, puede soportar una carga de 2.95 Tn.f. d) Indique cuál sería la deformación longitudinal que obtendría una pilastra prismática de 20 cm * 20 cm * 50cm, con una carga de 550 kg. e) Especifique qué uso daría a una roca con k = 25 gr/cm2 /min. E) CONSIDERACIONES ESPECIALES: - Leer con cuidado la presente guía, para poder conocer que actividades se realizarán. - Existen actividades en 3 días. Peso natural, peso seco en horno después de 24 horas y pesos saturados en agua luego de 24 horas, las cuales se harán por las mañanas con una tolerancia que recomienda la norma de ± 3 horas. - Equipo que no traiga los materiales y herramientas no podrá realizar la práctica y no será admitido en el Laboratorio. - Las actividades que no puedan ser realizadas en las horas del curso de Materiales de Construcción, se pueden realizar por las mañanas, previa coordinación, para la supervisión respectiva, ver para ello el horario. - Se recomienda iniciar con capilaridad, pues demanda de 3 horas. - Para los ensayos que no se dan ejemplos de Hoja de reporte, el equipo elaborará el propio. - Las hojas de apuntes, serán firmadas para que tenga valor. - Se evaluará su comportamiento y responsabilidad en os ensayos. - De realizar mal el ensayo u tomar mal los datos, el equipo deberá repetir el ensayo. F) DEL INFORME: F.1. Partes Obligatorias de los Informes. PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 01 – MATERIALES PÉTREOS Docente del curso Materiales de Construcción  Según guía General de Prácticas de Laboratorio. I. Portada. (Ordenado alfabéticamente, por apellido) II. Contenido General. (Indicando las páginas) III. Introducción. IV. Objetivos del informe. V. Justificación. VI. Metodología y Procedimiento. VII. Presentación y Discusión de Resultados. VIII. Conclusiones. IX. Recomendaciones. X. Referencias Bibliográficas y/o Electrónicas. XI. Anexos. - Panel fotográfico. - Hojas de Reporte, firmadas. - Otros. F.2. Valoración de los informes. - Presentación: 04 puntos. - Integridad: 05 puntos - Nivel Científico/Técnico - Responsabilidad: 07 puntos. - Actitudinal y responsabilidad: 02 puntos - Redacción y Ortografía: 02 puntos. G) DE LA FECHA DE PRESENTACIÓN: - LUGAR: LABORATORIO DE INGENIERIA CIVIL – UPN CAJAMARCA. - SE PRESENTARÁ UN INFORME POR EQUIPO DEL ENSAYO, EN FÍSICO Y DIGITAL NOTA: Los trabajos que se presenten deberán ser originales (en físico y digital), por lo que se calificará con CERO (00) todos aquellos trabajos que resulten ser copias. - Su archivo digital deberá consignar el siguiente esquema en el nombre: Inf01_MatPetreos_Eq4 (Número de informe + nombre de práctica + número de equipo) Para cualquier duda o consulta hacerla llegar en la Sala de Docentes de la UPN o vía e-mail al docente “El éxito es la habilidad de ir de fracaso en fracaso sin perder el entusiasmo” Winston Churchill - Ex primer ministro británico.