laboratorio de materiales 2

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Objetivos de un laboratorio de Materiales:

Ofrecer servicios que soporten la supervisión de obras de construcción yde control de la calidad de los materiales utilizados en la Industria de laconstrucción; así como la determinación de parámetros de diseño paraobras civiles, lo anterior a partir de muestras representativas de losmismos.

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Los laboratorios de materiales de construcción se clasifican de acuerdo al tipo de materiales que se ensayan en los siguientes tipos:

1. Terracerías y materiales para estructuras de pavimento.

2. Concretos asfálticos y materiales constituyentes.

3. Concreto hidráulico y materiales constituyentes.

4. Metales (Acero de refuerzo y evaluación de conexiones soldadas.)

5. Madera.

6. Piedras naturales y artificiales, tabiques, bloques y baldosas.

7. Mecánica de suelos

8. Otros (Elementos prefabricados como tuberías, paneles, grouts,adhesivos, fibras de refuerzo, resistencia al fuego, aislantes térmicos,etc)

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Fundamentos de un laboratorio de Materiales: Medición de las propiedades de los materiales para evaluación contra

especificaciones de proyecto, o normatividad técnica aplicable(requisitos mínimos de calidad).

La supervisión y el control de calidad puede ser solicitado por elpropietario, responsable de la obra (perito, DRO, etc.) o bien por ladependencia que solicita o contrata los trabajos (obra pública).

Un laboratorio se convierte en una herramienta para ejecutar lasupervisión técnica de los trabajos.

Ing. Carlos Alberto Lozano García

¿Qué es CALIDAD?

La realización de servicios relacionados con las obras deinfraestructura hace necesaria la supervisión como elementoque garantice el cumplimiento de los requisitos de costo,tiempo y calidad contratados.

La calidad es una herramienta básica para una propiedad decualquier cosa que permite que la misma sea comparada concualquier otra de su misma especie.

De forma básica, se refiere al conjunto de propiedadesinherentes a un objeto que le confieren capacidad parasatisfacer necesidades implícitas o explícitas.

La calidad de un producto o servicio es la percepción queel cliente tiene del mismo. Por tanto, debe definirse en elcontexto que se esté considerando, por ejemplo, la resistenciadel concreto, el grado de compactación de una terracería.Ing. Carlos Alberto Lozano García

CONTROL DE CALIDAD EN UNA OBRA Los actuales controles de calidad son consecuencia de lanecesidad de tener la certeza de que el comportamiento de unproducto fabricado o producido junto con otros similares cumpliráplenamente sin necesidad de ser revisado individualmente, oen el caso de estructuras, que responderán adecuadamentecuando sean sometidas a sus máximas licitaciones con uncomportamiento de acuerdo a lo previsto por susdiseñadores y constructores, quienes no tendrán la posibilidadprevia de confirmarlo.

Ing. Carlos Alberto Lozano García

CONTROL DE CALIDAD1) Requisitos para un laboratorio de Materiales Los laboratorios deben estar provistos de equipos e instrumentos

apropiados de gabinete y campo, los cuales deben estar en excelentescondiciones de funcionamiento. Además debe contar con el personaltécnico especializado y adiestrado para la realización correcta de laspruebas, las cuales a su vez se rigen por procedimientos estándarque aseguran la repetitividad de las pruebas por cualquier laboratoriocapacitado.

Los instrumentos de medición deben calibrarse conforme al grado deprecisión de los mismos y se debe contar con los certificados decalibración respectivos.

Se deben identificar correctamente las muestras, protegerlasmanejarlas y almacenarlas adecuadamente, para que conserven suspropiedades y características.

¿Qué es una especificación técnica? Una especificación es lo que el dueño o el cliente requiere.

Consiste en un documento técnico que establece en forma claratodas las características, los materiales y los servicios necesariospara producir componentes necesarios destinados a la obtenciónde productos;

Sirven para clasificar a un material determinado o a un conjuntode materiales unidos entre sí, por sus cualidades o característicasque lo identifican y diferencian de otros similares.

Ing. Carlos Alberto Lozano García

La ASTM (American Societyfor Testing and Materials)define como especificación,un sistema explicito derequisitos que debe sersatisfecho por un material,un producto o un servicio.

ESPECIFICACIONES ESTANDARIZADAS Las especificaciones estandarizadas las desarrollan las agencias estatales,

organizaciones de estándares (ASTM, ISO, EMA, etc.) asociaciones comerciales,corporaciones y otras.

Una especificación o norma estandarizada esta conformada por el título yalcance descriptivos de la especificación, la fecha de revisión y de ladesignación, de la persona o agencia responsable del contenido de la misma, delas actualizaciones y desviaciones, de la significación e importancia de laespecificación; los métodos de prueba para medir todas las característicasespecificadas; los requisitos de los materiales: físicos, mecánicos, eléctricos,químicos, etc, los valores esperados y sus tolerancias; los requisitos defuncionamiento, los dibujos, fotografías. o ilustraciones técnicas necesarias yla forma de ejecutarla.

Ing. Carlos Alberto Lozano García

¿Qué es una Norma, Normatividad aplicable, Normalización? La secretaría de Economía del gobierno mexicano señala

que “la Normalización es el proceso mediante el cual seregulan las actividades desempeñadas por los sectorestanto público como privado, en materia de salud, medioambiente, seguridad al usuario, información comercial,prácticas de comercio, industrial y laboral a través delcual se establecen la terminología, la clasificación, lasdirectrices, las especificaciones, los atributos, lascaracterísticas, los métodos de prueba o lasprescripciones aplicables a un producto, proceso oservicio”.

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Normas NMX-C-XXX-ONNCCE-YYYY B) Norma Mexicana (NMX), Provee para uso común y

repetido, reglas, especificaciones, atributos, métodosde prueba, directrices, características oprescripciones aplicables a un producto, proceso,instalación, sistema, actividad, servicio o método deproducción u operación, así también hay normasrelativas a terminología, simbología, embalaje,marcado o etiquetado.

NMX-C-036-ONNCCE-2013 - Industria de laconstrucción – Mampostería – Resistencia a lacompresión de bloques, tabiques o ladrillos ytabicones y adoquines – Método de ensayo. (ASTM-C140-06)

NMX-C-083-ONNCCE-2002 - Industria de la construcción – Concreto – Determinación de la resistencia a la compresión de cilindros de concreto –Método de prueba. (ASTM-C-039-01)

Tipos de pruebasLas pruebas a que se someterán materiales, elementos oestructuras son del tipo: DESTRUCTIVAS. Llevan el elemento ensayado hasta su máxima

capacidad induciendo la falla del mismo.

SEMIDESTRUCTIVOS. Someten el elemento a “acciones” que permitenevaluar su comportamiento ante las mismas (extracción de corazones,pruebas de doblado, abrasión, etc.)

NO DESTRUCTIVAS O ÍNDICES. Comprueban su comportamiento anteacciones o efectos que no inducen la falla del material, con objeto devalorar sus propiedades físicas y de funcionamiento, así comoinspecciones de tipo radiográfica, ultrasónica, de campos magnéticos,etc.

Las pruebas anteriores respetarán lo indicado en cuanto la forma derealizarse, los resultados esperados y las tolerancias permitidas; enMéxico son obligatorias las Normas Oficales Mexicanas (NOM) y son detipo voluntarias las Normas Mexicanas (NMX), ambas emitidas por lasecretaría de EconomíaIng. Carlos Alberto Lozano García

Tipos de pruebasLa metodología del control de calidad se inicia con muestrasobtenidas en el terreno, la obra o el banco de materialesmediante muestreo aleatorio. Se exige de ellas:

Ser representativas en su obtención, selección y cantidad.

Ser extraídas del lugar sin modificar sus características.

Ser almacenadas y trasportadas en medios adecuados.

Ser convenientemente preparadas antes de ser probadas.

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide un laboratorio:1) Pruebas índice (de sus propiedades físicas) Medición de sus propiedades para evaluación contra especificaciones

de proyecto, o normatividad aplicable (requisitos mínimos de calidad)

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide el laboratorio:1) Pruebas índice (de sus propiedades físicas) Medición de sus propiedades para evaluación contra especificaciones

de proyecto, o normatividad aplicable (requisitos mínimos de calidad)

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide el laboratorio:1) Pruebas índice (de sus propiedades físicas) Medición de sus propiedades para evaluación contra especificaciones

de proyecto, o normatividad aplicable (requisitos mínimos de calidad)

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Especímenes de roca

Agregados finos:Arena para concreto

Y terracerías

Agregados gruesos:Grava para concreto, y

materiales para estructuras de

pavimento (bases hidráulicas) o materiales

para rellenos y filtros

MATERIALES PÉTREOS

Áreas en que se divide el laboratorio:1) Pruebas índice (de sus propiedades físicas) Medición de sus propiedades para evaluación contra especificaciones

de proyecto, o normatividad aplicable (requisitos mínimos de calidad)

Ing. Carlos Alberto Lozano García

2) Resistencia de materiales

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Verificación de las

propiedades mecánicas en

estado endurecido

CONCRETO HIDRÁULICO

Verificación de las propiedades

mecánicas (resistencia y parámetros de

diseño estructural)

Todo tipo de bloques

prefabricados de concreto o

cerámicos (mampostería)

PREFABRICADOS DEL CONCRETO Y ACERO DE

REFUERZO*

OTROS…

Evaluación de la calidad del acero de refuerzo para

concreto: (resistencias,

tamaños doblado, sanidad)

Áreas en que se divide el laboratorio:2) Resistencia demateriales Realización de pruebas para

determinar propiedadesfísicas y mecánicas de losmateriales utilizados en laindustria de la construcción.

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide el laboratorio:2) Resistencia de materiales Medición de sus propiedades para evaluación contra

especificaciones de proyecto, o normatividad aplicable(requisitos mínimos de calidad)

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide el laboratorio:2) Resistencia de materiales Medición de sus propiedades para evaluación contra especificaciones

de proyecto, o normatividad aplicable (requisitos mínimos de calidad)

Ing. Carlos Alberto Lozano García

(TERRACERÍAS)

Áreas en que se divide el laboratorio:2) Resistencia de materiales Medición de sus propiedades para evaluación contra especificaciones

de proyecto, o normatividad aplicable (requisitos mínimos de calidad)

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide el laboratorio:2) Resistencia de materiales Medición de sus propiedades para evaluación contra especificaciones

de proyecto, o normatividad aplicable (requisitos mínimos de calidad)

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide el laboratorio:2) Resistencia de materiales Para determinar si una varilla cumple con los requisitos mínimos de diseño

debemos cotejar su diámetro, peso por unidad de largo, tamaño y relieve de lasdeformaciones, capacidad máxima en tensión, punto de fluencia y deformaciónpermanente. En un laboratorio también se puede determinar el módulo deelasticidad de la varilla midiendo la deformación elástica según se aplica carga enuna prueba de tensión.

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide el laboratorio:3) Mecánica de suelos Medición de sus propiedades para DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS EN EL

CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE UN TERRENO

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide el laboratorio:3) Mecánica de suelos

Sondeos superficiales: Sondeos profundos:

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide el laboratorio:3) Mecánica de suelos

Sondeos superficiales: Sondeos profundos:

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide el laboratorio:3) Mecánica de suelos

Sondeos superficiales: Sondeos profundos:

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide el laboratorio:3) Mecánica de suelos

Resistencia cortante del suelo

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Se debe entender la naturaleza de laresistencia cortante para poderanalizar los problemas de estabilidaddel suelo, tales como capacidad decarga, estabilidad de taludes y lapresión lateral sobre estructuras deretención de tierras.

Áreas en que se divide el laboratorio:3) Mecánica de suelos

Resistencia cortante del suelo

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Conocer el comportamiento del sueloante la aplicación de alguna carga(peso de una estructura)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

0.0% 1.0% 2.0% 3.0% 4.0%

ESFU

ERZO

DES

VIA

DO

R (k

g/cm

2 )

Deformación unitaria (%)

Presión de Confinamiento

Áreas en que se divide el laboratorio:3) Mecánica de suelos

Resistencia cortante del suelo

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Interacción: Supervisión-Laboratorio Los informes de la supervisión y de un Laboratorio de materiales normalmente se

presentarán en forma periódica y cuando se requiera de manera especial,acompañándolos de la evaluación de los resultados obtenidos y la interpretación quedeelloshacen, procurando:

① Seaneminentemente realistas.② Sean solicitadosen tiempoy forma.③ Se fundamenteenpruebas tomadasencampo.④ Seanproducto delanálisis de aspectosesenciales, no accesorios.⑤ Permitan obtener resultadosobjetivos.⑥ Losmétodosde ensaye se realicen conformeaprocedimientosnormalizados.⑦ Contenganelanálisis de la calidadde losmaterialesparticipantes.⑧ Presenten resultados del proceso empleado, incluyendo o no, la evaluación de la

capacidadde los operarios y el tipo y las condicionesde lasmáquinasusadas.⑨ Detallen la calidaddel producto final.⑩ Permitan formular recomendacionesparamejoraspara futurasactuaciones.

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Muchas Gracias por su atención!!!

Ing. Carlos Alberto Lozano García

¿Dudas?

Áreas en que se divide el laboratorio:4) Evaluación de las conexiones soldadas Las pruebas para evaluación del acero y de las conexiones soldadas tienen el

propósito de detectar defectos bastos y evaluar la capacidad de deformación delas mismas, así como para determinar propiedades específicas, como lacomposición química y las propiedades mecánicas y metalúrgicas, para localizardiscontinuidades tales como grietas, inclusiones de escoria y penetración y fusiónincompletas.

Entre las desventajas de emplear conexiones soldadas, podemos mencionar:

• Inducción de altas temperaturas; Mayor supervisión requerida; Mano de obracalificada requerida; Dependencia del entorno; Inspección costosa.

Ing. Carlos Alberto Lozano García

Áreas en que se divide el laboratorio:4). Evaluación de las conexionesSoldadas EN ESTRUCTURAS DE ACERO

Ing. Carlos Alberto Lozano García

RECONOCIMIENTO POR ULTRASONIDO.

RECONOCIMIENTO POR LÍQUIDOS PENETRANTES

CALIFICACION DE SOLDADURAS POR RAYOS GAMMA.

INSPECCIONES VISUALES:

CALIFICACION DE SOLDADURAS POR PARTÍCULAS MAGNETICAS.