ensayos en el ladrillo

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ENSAYOS EN EL LADRILLO INTRODUCCIÓN:

Es necesario conocerlas propiedades de las unidades, básicamente tener una idea sobre laresistencia de la albañilería, así como de su durabilidad ante el intemperismo.

El presente trabajo para el curso de “CONSTRUCCIONES II” se indica como es laelaboración de los ensayos para las unidades de arcilla (ladrillos) presentes en la normaITINTEC 331.018.

(1) Los criterios de rechazo de las piezas cuando no se cumplan las exigencias, figuran enlas normas UNE 67019 y NBE-MV-201/1972.

(2) CARACTERÍSTICAS DE LOS LADRILLOS:

El ladrillo está destinado principalmente a la construcción de muros, tabiques, suelos, etc., por lo que debe ser invulnerable a los efectos de la intemperie, y poseer suficiente

resistencia a la compresión.(3) Del Río (1975), Moreno (1981), Somayaji (2001) y Gallegos (2005), coinciden enque un ladrillo considerado como bueno, para muros de albañilería, debe poseer lascaracterísticas generales siguientes: estar bien moldeado, lo que da lugar a caras planas,lados paralelos y los bordes y ángulos agudos. Ser poroso, sin exceso, para poder tomar bien el mortero, no contener sales solubles para no propiciar la eflorescencia, poseer unsonido metálico al ser golpeado con un martillo u otro objeto similar, puesto que cuando4 se da este sonido es una muestra que el ladrillo está bien cocido y no tiene defectoscomo fisuras.

(4) El Reglamento Nacional de Edificaciones (Norma E.070 Albañilería) manifiesta queel ladrillo no tendrá materias extrañas en sus superficies o en su interior, tales comoguijarros, conchuelas o nódulos de naturaleza calcárea. Además el ladrillo estará biencocido, tendrá un color uniforme y no presentará vitrificaciones. No tendráresquebrajaduras, fracturas, hendiduras o grietas u otros defectos similares que degradensu durabilidad y/o resistencia. No tendrá manchas o vetas blanquecinas de origensalitroso o de otro tipo.

(5) Según la NTP 331.017, los ladrillos estarán libres de defectos, deficiencias ytratamientos superficiales, incluyendo recubrimientos, que pudieran interferir con la

adecuada colación del ladrillo o perjudicar significativamente la resistencia o eldesempeño de la construcción.ENSAYOS EN EL LADRILLO:

Ensayos organolépticos:

 Nos determinan por observación visual de forma rápida y sencilla, una serie de datos sobreel material que luego será preciso comprobar en laboratorio.

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Propiedades físicas: Color, grietas, mellas y deformaciones.

(6) Los ladrillos de la clase V tendrán una coloración uniforme, aunque podrán presentarvariaciones en tonos e intensidad siempre que se mantenga una entonación homogénea alo largo de todo el suministro de la obra. Los ladrillos de la clase V coloreadossuperficialmente se someterán a un ensayo de cocción en horno eléctrico a 600 ºC

durante dos horas, no debiendo sufrir las superficies de las caras coloreadas variacionesde color ni de aspecto.

Propiedades mecánicas: En base al color se puede intuir el contenido de hierro que está enrelación directa con la resistencia mecánica.

Propiedades químicas: Como primera aproximación a la alterabilidad de la pieza está laobservación de caliches en forma de puntos blancos.

Fisura: Hendidura más o menos irregular que afecta a la totalidad del espesor de una pareddel ladrillo.

Caliche: Grano de óxido cálcico, producido durante la cocción del ladrillo, que seexpansiona al hidratarse dando lugar a la aparición de desconchados. Desconchado:Desprendimiento de una parte superficial del material que hace aparecer un cráter más omenos profundo en el ladrillo de dimensión media superior a siete milímetros. Ladimensión media de un desconchado es la media aritmética de los lados del menorrectángulo circunscrito. Los desconchados no producidos por caliche no se consideraran por no ser un problema de recepción del material en obra. Exfoliación: Todo defectooriginado en el moldeo consistente en una estructura hojosa o laminar del ladrillo.

Ensayos físicos.

Color, mellas, deformaciones o desviaciones de aristas correctamente medidos, nos permiten comprobar si las piezas cumplen los criterios de clasificación de la norma UNE.

(7) LA NORMA UNE 67030, establece los ensayos de planicidad de caras y dimensiones para ladrillos. El tamaño de la muestra será de 5 probetas. Las probetas para la mediciónde dimensiones y comprobación de la forma de ladrillos serán piezas enteras.

Los aparatos a emplear serán:

- Regla graduada para medida de longitudes con exactitud no inferior a 1 mm. -Desviómetro para medida de flechas con exactitud no inferior a 1 mm.

En cada ladrillo se medirá:

- La longitud o soga efectuando una sola medida en el eje de la cara vista (V), o en uno delos cantos si no es ladrillo cara vista (NV).

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- La anchura, o tizón midiendo el eje de cada una de las dos testas y tomando su valormedio.

- El grueso, realizando una sola medida en el eje de la cara vista o en uno de los cantos sino es ladrillo cara vista.

La curvatura y alabeo de los ladrillos cara vista (V) se determinara midiendo la flecha enuna de las diagonales de cada una de las tres caras vistas (un canto y dos testas), eigualmente en una de las tablas.

En los ladrillos que no sean cara vista (NV) bastara con medir la flecha en la diagonal deuna tabla y un canto.

La medición se realizara con el desviometro apoyando la punta fija en un extremo de ladiagonal y desplazando el cursor de la punta deslizante hasta que esta apoye en el otroextremo

El micrómetro se situará en el punto de máxima flecha, no teniendo en consideración losdefectos locales. Todas las medidas se realizaran con exactitud de 1 mm.

También se podrá emplear para esta medición una regla y una galga en forma de curia.

Densidad:

La densidad real varía de 2.05 a 2.5 Kg/dm3 según el contenido de metales pesados comoel Fe.

La densidad aparente se determina teniendo en cuenta como porosidad los huecosartificialmente creados en las piezas, por lo que puede ser inferior a la unidad cuando éstassean muy huecas.

En ladrillos, oscila entre 1 Kg/dm3 para los huecos, 1.7 para los perforados y 1.9 en losmacizos, con valores de 2.3 - 2.4 para productos vitrificados.

Ambos valores nos dan idea de la ligereza de la cerámica como material de construcción,de gran interés en alguna aplicación.

La masa de los ladrillos perforados desecados será, como mínimo, la siguiente:

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Cuando el grueso nominal del ladrillo no coincida con los indicados en la tabla se tomara elvalor más próximo.

Porosidad y Compacidad:

Se determinan como en los pétreos naturales al igual que las densidades. La porosidad esenormemente importante por su relación con otras propiedades, tanto físicas comomecánicas y químicas.

Hay que tener en cuenta la porosidad abierta Pa y la cerrada Pc, teniendo en cuenta que enPa se miden los huecos artificiales.

Propiedades físicas relacionadas con la porosidad y el agua.

Absorción de agua:

Las probetas para el ensayo de absorción específica de ladrillos macizos perforados ohuecos, serán ladrillos enteros. El tamaño de la muestra será de tres probetas.

(8) Cantidad de agua que es capaz de absorber una pieza expresada en % de su peso enseco (NORMA UNE 67027).

Las probetas se desecan en estufa a 100 °C, pesándolas a las 21 y a las 24 h de desecación.Si la diferencia de peso es inferior al 0.1 % se dan por desecadas. En caso contrario, secontinúa desecando y pesando hasta que la diferencia entre pesadas consecutivas seainferior al límite señalado. El intervalo mínimo entre pesadas consecutivas será de treshoras. La ultima pesada es el peso en seco, Gs.

Después de enfriadas al aire, las probetas se introducen de canto en un tanque de inmersiónde forma que su inmersión completa se consiga en un tiempo mínimo de tres horas.

A las 24 h de comenzar la inmersión, se saca del agua cada probeta, se seca con un pañohúmedo y se pesa, volviendo a introducirla en el agua. Cada 24 h se continua pesando hasta

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que dos pesadas consecutivas difieran en menos de 0.1 %. La última pesada es el pesodespués de la absorción, Ge.

El agua absorbida es la diferencia entre Ge y Gs.

La absorción A de cada probeta, se calculara mediante la aplicación de la expresión

siguiente:

El peso a saturación (Ge) depende del volumen de huecos accesibles al agua.

La absorción específica que se tomara coma resultado del ensayo será la media aritmética

de los resultados obtenidos con las tres probetas.Capilaridad o succión:

Es la velocidad inicial con la que el ladrillo toma agua por capilaridad, medida en gramosde agua absorbidos por cada cm2 de superficie puesta en contacto con el agua en unminuto, que mide la capacidad de imbibición de agua por capilaridad mediante inmersión parcial del ladrillo en un periodo corto de tiempo, es decir es la cantidad de agua que puedeascender por tensión capilar en una pieza.

El número de piezas de la muestra será de 6 ladrillos Se pesa cada ladrillo con precisión de0.1 g y se deseca a una temperatura comprendida entre 100 y 110 °C hasta peso constante,

Pi.

Se mide el área Ai de la cara de la pieza que va a estar en contacto con el agua, con precisión del 1 %, descontando el área de los taladros en tabla en caso de que existan. Enuna bandeja nivelada, se añade agua hasta que queden cubiertos unos apoyos para losladrillos, unos 3 mm manteniendo el nivel constante durante todo el ensayo. Cada pieza secoloca en posición de tabla, se asienta sobre los apoyos y se mantiene así durante 1 minuto.Se saca el ladrillo, se seca superficialmente con un paño escurrido y se obtiene su peso, Qien gramos.

La succión, Si, de cada pieza, expresada en gramos por centímetro cuadrado y minuto con

 precisión de 0.01 g/cm2 .min, viene dada por la fórmula:

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Como resultado del ensayo se dará el valor individual de la succión de cada uno de losladrillos y el valor medio de los seis.

El pliego de condiciones técnicas particulares podrá fijar el límite de succión de agua de losladrillos. En ningún caso deberá ser superior a 0.45 g /cm 2 por minuto. La práctica desumergir brevemente en agua los ladrillos antes de su colocación es aconsejable encualquier caso e imprescindible si la succión es mayor de 0.15 g/cm 2.minuto, para evitar ladeshidratación del mortero que puede ocasionar problemas de penetración de agua a travésde las fábricas.

(9) LA NORMA UNE 67019 sólo establece que los ladrillos cuya succión sea superior a:0.10 g/cm2.min deberán humedecerse antes de su colocación.

(10) Heladicidad.

En resistencia de materiales la heladicidad de un material poroso se define como la

capacidad del mismo para resistir ciclos sucesivos de congelamiento / descongelamiento alestar totalmente impregnado con agua.

Un material poroso como por ejemplo la cerámica, es capaz de absorber por  capilaridad una

gran cantidad de agua,  que a baja temperatura se congela dentro de la red capilar del

material. El agua en estado sólido ocupa un mayor volumen que el agua en estado líquido,

 por lo que al congelarse genera tensiones importantes en el interior del material que pueden

llegar a fracturarlo.

Lo que determinamos con el ensayo de heladicidad es el comportamiento de los ladrillosfrente a la acción del hielo, que es indicativo de su durabilidad. El agua penetra en lacapilaridad del ladrillo en el interior de los poros accesibles y una disminución de latemperatura por debajo de los 0 ºC provoca que se transforme en hielo, el cual ocupa unvolumen mayor y por lo tanto, ejerce una presión intersticial.

A través de este ensayo, sometiendo el ladrillo a ciclos hielo y deshielo, se detectan fallosde fabricación, especialmente de cocción, que pueden afectar a la durabilidad del mismo.Por ello este ensayo se considera preceptivo para ladrillo visto independientemente de lascaracterísticas climáticas del emplazamiento de la obra. Un ladrillo ha sido bien (cocido)cuando dentro de su masa se ha formado una estructura cerámica adecuada. Sin embargo no

es posible determinar por el aspecto u otros ensayos sencillos si tal estructura ha tenidolugar.

Para personas muy familiarizadas con un determinado ladrillo, el color puede ser suficiente para conocer su grado de cocción, pero para el que lo vaya a utilizar puede sercompletamente engañoso. El sonido metálico y campanil, claro y agudo, que se obtienecuando se golpea con un cuerpo duro o con otro ladrillo, puede ser también una buena

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indicación para el experto. Pero, obviamente, este criterio no puede aplicarse a todos losladrillos.

(11) La resistencia al hielo del material se define por la disminución de la resistencia a lacompresión de las probetas antes y después de 25 ciclos de hielo y deshielo (NORMAUNE 67028).

Se toman diez ladrillos y se numeran del 1 al 10. Se cortan por la mitad según un plano paralelo a la testa denominando A y B a cada una de las dos mitades correspondientes a unmismo ladrillo. Los diez medios ladrillos A serán sometidos al ensayo de heladicidad. Losotros 10 medios ladrillos B se reservaran para el ensayo comparativo de resistencia a lacompresión.

Para la realización de éste ensayo se necesitan los siguientes aparatos:

- Cámara frigorífica capaz de mantener la temperatura de -15 ± 5 °C durante el tiempo deduración del ensayo.

- Tanque de deshielo con las medidas necesarias para permitir la inmersi6n completa de las probetas.

Se introducen los 10 medios ladrillos A en el tanque de deshielo durante 48 h a unatemperatura de 15°±5 °C, de forma que la inmersión completa de las probetas se produzcagradualmente en un tiempo minimo de tres horas. Transcurridas las 48 h. se sacan del aguay se dejan escurrir durante 1 minuto y se introducen en la cámara frigorífica de forma talque no exista contacto entre ellos ni con las paredes de la cámara. Se mantienen así durante18 h.

Seguidamente se introducen en el tanque de deshielo durante 6 h. Este ciclo de hielo -deshielo se repite 25 veces. Completados los 25 ciclos de hielo y deshielo, se procede a lainspección ocular de las piezas, comprobando que durante el ensayo no se han producidoroturas, exfoliaciones, ni desconchados de dimensión media superior a 15 mm en ninguna pieza, o que aparezca más de 1 pieza fisurada. Si se presenta alguno de estos defectos, secalifica al ladrillo como heladizo.

Durante cualquier período de interrupción del ensayo, las probetas se mantienen en lacámara frigorífica.

Se pueden utilizar ciclos de 5 horas de congelación y 1 hora de deshielo, siempre que lacámara sea capaz de alcanzar los -8 ºC + 3 ºC en un máximo de 2 horas, después de meterlos ladrillos. La velocidad de descenso de la temperatura, en ambos casos, no será superiora 20 ºC / h.

Para ello se tomaran los 10 medios ladrillos A de dos en dos y de forma correlativa paraconfeccionar 5 probetas (1 A con 2A, 3A con 4A, etc). Con la serie B se procederá deforma análoga.

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Obtenidos los resultados del ensayo de resistencia a la compresión se calificara el ladrillosegún los siguientes valores del coeficiente K:

Los ladrillos de clase V deberán obtener la calificación de (no heladizo), mientras que losladrillos de la clase NV no precisan este requisito.

(12) Expansión por humedad.

Es el aumento en las dimensiones, producido en multitud de materiales, por efecto de lahumedad. No existe ninguna referencia a un valor máximo de expansión por humedad quedeba cumplir el ladrillo visto.

(13) LA NORMA UNE 67020 de bovedillas habla de un valor medio máximo de 0.55mm/m, no superando individualmente el valor de 0.65 mm/m.

(14) Es un fenómeno lento, que de forma natural se produce a lo largo de varios años. Sinembargo se sabe que, en las primeras 2-3 semanas desde la salida del horno, se producehasta un 25 % de la expansión total: un ladrillo cuya expansión total sea de 0.6 mm/mhabría expandido 0.15 mm/m en unos 15 ó 21 días.

(15) Para conocer la expansión por humedad sin esperar tanto tiempo se utiliza el métododescrito en la NORMA UNE 67036.

Se cortan 6 probetas, que serán forma de paralelepípedo recto rectangular, se obtendrán porcorte en húmedo de la pieza, estando sus dimensiones comprendidas entre:

- 200 mm y 300 mm para la longitud.

- 30 mm y 70 mm para el ancho.

El espesor será el de la pared de la pieza, con un máximo de 30 mm

Tras el corte de las probetas, en cada extremo de las mismas, se practicara una cavidadsemiesférica.Dichas cavidades permitirán el acoplamiento adecuado de las puntas del aparato de medida,las cuales serán de forma semiesférica y con un diámetro ligeramente inferior al de lacavidad.

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Medir con el calibre cada probeta anotando su valor, L0 (mm). Esta medida se realizará conuna precisión de 0.1 mm. Mantener las probetas durante 48 h en la estufa a 60 °C ± 5 °C,dejándolas enfriar hasta temperatura ambiente en el interior del desecador. A continuaciónse procederá a medir con el comparador dos veces cada probeta, cambiándola de posición yanotando el valor medio de cada una, L1 (mm).

Seguidamente introducir las probetas en un horno eléctrico a temperatura ambiente. Lavelocidad de calentamiento será tal que se alcance la temperatura de 600 °C en un tiempomínimo de 2 h, manteniéndose a dicha temperatura durante 6 h. Las probetas se enfriarandentro del horno durante un tiempo mínimo de 2 h, hasta que su temperatura alcance 110

°C, colocándolas a continuación dentro del desecador donde se enfriaran hasta temperaturaambiente.

Seguidamente se procederá a medir con el comparador dos veces cada probeta,cambiándola de posición y anotando el valor medio de cada una, L2 (mm).

Sumergir las probetas en un recipiente con agua hirviendo, durante un tiempo de 24 h.Extraerlas del recipiente y dejar enfriar hasta alcanzar la temperatura ambiente, que deberáser la misma en que se realizaron las medidas anteriores.

Medir con el comparador dos veces cada probeta, cambiándola de posición y anotando elvalor medio de cada una, L3 (mm).

Para cada probeta se determina el valor de la expansión por humedad como:

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El valor de la expansión potencial, se expresara para cada probeta como:

Mientras que la expansión por humedad, es el incremento total de las dimensiones que puede sufrir una pieza cerámica desde que sale del horno de fabricación, la expansión potencial corresponde al diferencial que le restaría por crecer, a partir de un momento máso menos alejado de la fecha en que fue cocida.

(16) En los últimos tiempos, se ha convertido en un recurso simplista, el acusar a la

expansión por humedad de los ladrillos cerámicos de todas las fisuras y grietas,aparecidos en las obras. Sin embargo, hay que tener presentes otros muchos factores:• Dilatación térmica• Asentamiento del edificio, • Defectos de cimentación, • Movimientos de la estructura, • Deformaciones de los forjados, • No utilización de juntas de dilatación o colocación a distancias mayores que lasrecomendadas (15 metros),• Ejecución incorrecta de las juntas de dilatación 

Los ladrillos hidrofugados tienen ventaja para la expansión por humedad, ya que al ponerlos en contacto con agua (se hidrofugan por inmersión) se observa que ya en la primera semana se acelera la expansión entre un 15 y un 25 %, de este modo queda menosexpansión por hacer en la obra.

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Expansión por humedad de un ladrillo hidrofugado y sin hidrofugar.

ENSAYOS MECÁNICOS.

Resistencia a compresión:

Se denomina resistencia a la compresión del ladrillo, la tensión aparente de roturadeterminada en el ensayo descrito a continuación, ejerciendo esfuerzo axial de compresiónen dirección perpendicular a la tabla o cara mayor del ladrillo.

El tamaño de la muestra para realizar este ensayo es de siete ladrillos, los cuales de cortan

transversalmente por cerrado. A continuación, se superponer las dos mitadescorrespondientes de cada ladrillo por su tabla, previamente humidificadas, de forma que secumplan !as dos condiciones siguientes:

-Que las dos mitades de un mismo canto estén en el mismo plano.

-Que las dos testas estén en el mismo plano.

Los dos medios ladrillos se unen mediante una capas de mortero de espesor no superior a 5mm.También es necesario recubrir las caras de la probeta, normales a la dirección del esfuerzo,con una capa de mortero de espesor no superior a 5 mm, con objeto de conseguir la

 planicidad y el paralelismo entre las caras.Se tomaran las debidas precauciones para evitar el relleno de los huecos por el mortero. Elmorterotendrá una dosificación ponderal (1:3) de cemento y arena normalizada, con una relación en pesoagua/cemento de 0.5.

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Una vez confeccionadas las probetas se dejaran fraguar y endurecer al aire un tiempomínimo de 24 horas sumergiéndolas a continuación en agua durante 48 h antes de procederal ensayo.

Se utilizara un máquina de ensayo provista de una rotula de segmento. Todas las probetasse han de ensayar sometiéndolas a un esfuerzo normal, aplicando la carga centrada en lacara superior de la probeta. La velocidad de la carga no será superior a 9.8 Mpa/min.

Los resultados de resistencia a la compresión se obtendrán aplicando la formula siguiente:

Es criterio de no admisión según norma UNE 67.026-84:- Ladrillos macizos < 100 Kgf/cm2 , < 10 MPa

- Ladrillos perforados < 100 Kgf/ cm2 , < 10 MPa- Ladrillos huecos < 50 Kgf/ cm2 , < 5 MPa

Resistencia a la tracción:

Es aproximadamente 1/5 de la de compresión, lo que supone un valor alto en relación a los pétreos naturales.

Resistencia a la flexión:

Importante en tejas y pavimentos. Se realiza según norma DIN 51090 hasta rotura. En piezas de gres se alcanzan hasta 500 Kgf/cm2 aunque los valores normales rondan los 200

Kgf/cm2.Adherencia a morteros:

Muy importante sobre todo en fábricas. Se realiza con probetas similares a las decompresión pero aplicando un esfuerzo de tracción. Con morteros bien dosificados y piezasrugosas, la adherencia es tal que la rotura se produce a veces por la pieza y no por la junta.

Resistencia a la abrasión:

Se mide por el desgaste en peso de la pieza al aplicar un disco con abrasivo de corindón ycomprobando la huella que deja. (Ensayo PEI). Se clasifican según el desgaste en PEI- 1, 2,

3 o 4.BIBLIOGRAFIA:

(1)http://www.aenor.es/aenor/normas/normas/fichanorma.asp?tipo=N&codigo=N0006742#.Va6dWPl_Oko 

(2)http://pirhua.udep.edu.pe/bitstream/handle/123456789/1755/ICI_199.pdf?sequence=1 

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(3)Del Río, J. (1975). Materiales de construcción (4ª). Barcelona: Juan Bruger. 6. Gallegos,H. (2005). Albañilería estructural. Perú: Fondo editorial PUCP. Moreno, F. (1981). Elladrillo en la construcción. España: Ediciones CEAC. Somayaji, S. (2001). Civilengineering materials (2ª). New Jersey: Prentice Hall.

(4)http://blog.pucp.edu.pe/blog/wp-content/uploads/sites/82/2008/01/Norma-E-070-MV-2006.pdf  

(5)http://www.buenastareas.com/ensayos/Ntp-331-017/66191920.html 

(6)http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion%209.Propiedades.Ensayos.pdf  

(7)http://www.aenor.es/aenor/normas/normas/fichanorma.asp?tipo=N&codigo=N0006754#.Va6eQvl_Oko 

(8)http://www.aenor.es/aenor/normas/normas/fichanorma.asp?tipo=N&codigo=N0006751#.Va6lwvl_Oko 

(9)http://www.aenor.es/aenor/normas/normas/fichanorma.asp?tipo=N&codigo=N0006742#.Va6ic_l_Oko 

(10)https://es.wikipedia.org/wiki/Heladicidad 

(11)http://www.aenor.es/aenor/normas/normas/fichanorma.asp?tipo=N&codigo=N0006752#.Va6io_l_Oko 

(12)http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Tema4.6.Ensayos.PPT.2P.pdf  

(13)http://www.aenor.es/aenor/normas/normas/fichanorma.asp?tipo=N&codigo=N0006743#.Va6jLPl_Oko 

(14)http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion%209.Propiedades.Ensayos.pdf  

(15)http://www.aenor.es/aenor/normas/normas/fichanorma.asp?tipo=N&codigo=N0006758#.Va6jV_l_Oko 

(16)http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion%209.Propiedades.Ensayos.pdf