Informe de Elaboracion de Probetas de Concreto

UNIVERSIDAD NACIONAL “JORGE BASADRE GROHMANN” FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL PRACTICA DE LABORATORIO TEMA

: ELABORACION DE PROBETAS DE CONCRETO CON LA PROPORCION 1:4:8

CURSO

: MATERIALES DE CONSTRUCCION

DOCENTES

: ING. LUIS ALFARO RAVELLO

ESTUDIANTES

: PABLO RIVADENEIRA VELASQUEZ SANDRA ANQUISE HUAYWA

FECHA

: 20/03/06

AÑO

: SEGUNDO

TACNA – PERÚ 2006

10-35932

Ensayo a la Compresión de Probetas

INDICE:

Materiales de Construcción

PAG.

INTRODUCCION________________________________________________________

2

OBJETIVOS____________________________________________________________

3

DIMENSIONES DE LA BLOQUETA_______________________________________

3

MATERIALES Y EQUIPOS_______________________________________________

4

MATERIALES____________________________________________________

4

EQUIPOS________________________________________________________

6

CALCULO DE PROPORCION DE COMPONENTES PARA PROBETAS__________

9

RESUMEN_____________________________________________________________

10

PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACION DE LAS PROBETAS_____________

10

PROCEDIMIENTO PARA ENSAYO A LA COMPRESION DE LAS PROBETAS___

12

CALCULO DE RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LAS PROBETAS________

15

•

DESCRIPCIÓN DE LAS MUESTRAS__________________________________

•

CALCULO DE RESULTADOS_______________________________________ _ 15

15

Ensayo a los siete (07) días___________________________________________

15

Ensayo a los catorce (14) días.________________________________________

16

Ensayo a los veintiocho (28) días.______________________________________

17

ANALISIS DE LOS RESULTADOS__________________________________________

18

•

Calculo y análisis de resultados__________________________________________ 18

Ensayo a los siete (07) días.___________________________________________

18

Ensayo a los catorce (14) días._________________________________________

18

Ensayo a los veintiocho (28) días.______________________________________

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Materiales de Construcción

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES__________________________________

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BIBLIOGRAFIA _________________________________________________________

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ELABORACION DE PROBETAS DE CONCRETO I. INTRODUCCION : El ensayo a la compresión del concreto es un método muy común empleado por los ingenieros y proyectistas porque a través de el pueden verificar si el concreto que están empleando en una obra con una proporción determinada logra alcanzar la resistencia exigida en dicha obra. El ensayo a la compresión se considera un método destructivo porque es necesaria la rotura de probetas para determinar la resistencia a la compresión de las mismas. La forma de las probetas para el ensayo a la compresión por lo general son cilíndricas, siendo sus dimensiones posibles las siguientes. Probeta Cilíndrica de 15x30 Probeta Cilíndrica de 10x20 Probeta Cilíndrica de 25x50 Las unidades de las probetas están dadas en centímetros (cm.) Para realizar el ensayo a la compresión se requiere como mínimo dos probetas, a partir de las cuales podemos hallar el valor promedio de los resultados obtenidos o descartar el resultado de la probeta que se considere inadecuado debido a diferentes factores que pudiesen afectar su resultado. Se requiere treinta (30) probetas para obtener una curva de desviación estándar de las probetas ensayadas. Los moldes de las probetas que se emplearan deben ser rígidos y no absorbentes. Se untan con aceite de Carro u otra sustancia que no ataque al cemento y evite la adherencia. Hemos de tener mucho cuidado en el transporte y conservación. Las caras planas de las probetas destinadas para ser ensayadas, que presenten imperfecciones deben ser refrendadas mediante un tratamiento térmico, con una

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mezcla de azufre y bentonita (conocido como kapi), para evitar que las imperfecciones alteren en los resultados de las probetas ensayadas.

II. OBJETIVOS :  Elaborar probetas de concreto con la dosificación 1:4:8 (6 probetas o testigos) y lograr un concreto cuya resistencia a la tracción sea de 90Kg/cm2.  Determinar la resistencia a la compresión del concreto con dosificación 1:4:8 y comparar los valores de las probetas con el valor estándar.  Realizar Ensayo de Compresión con las 6 probetas de concreto, dos a los 7 días, dos a los catorce días y dos a los 28 días.  Representar la curva de resistencia a la compresión versus días de fraguado, a partir de las lecturas obtenidas al romper las probetas de concreto.  Demostrar al estudiante de Ing. Civil los pasos que se siguen para determinar la resistencia a la compresión de un determinado tipo de concreto (en este caso concreto con resistencia igual a 90Kg/cm2). Este procedimiento será aplicado cuando el estudiante ejerza su profesión, durante la ejecución de obras civiles.  III. DIMENSIONES DE LA BLOQUETA Durante la práctica se trabajará con probetas cuyas dimensiones están especificadas en las normas ASTM C-42 Y ASTM C-39, en estas normas también se incluye consideraciones para los ensayos a la compresión uni-axial sobre las probetas de concreto.  La dimensión referencial de la probeta para esta practica será de 6”(lo equivalente a 15cm.) de diámetro y 30cm. de altura.

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IV. MATERIALES Y EQUIPOS : Durante la elaboración de las probetas de concreto y la rotura de las mismas durante el ensayo correspondiente (ensayo de compresión) se se empleo los siguientes materiales y equipos MATERIALES:  Cemento Pórtland YURA tipo I .-Durante la practica se empleo el cemento “YURA”, este cemento contiene un porcentaje de puzolana y posee propiedades hidraulicas.

 Arena Gruesa.-La arena que se empleo es el que la Universidad Jorge Basadre Grohmanm emplea para realizar trabajos dentro de la Ciudad universitaria

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 Piedra.- Se empleo piedra de ½” que la universidad emplea para realizar obras dentro de sus locales.

 Agua.-Durante la practica se uso agua que proviene de la red de agua potable de la universidad, inicialmente para mezclar el cemento, arena y piedra para formar el mortero de concreto y después para el proceso de curado después de retirado las probetas de los moldes.

 Aceite de Carro o Petróleo.-El aceite o petróleo lo emplearemos para recubrir el molde de la probeta, para así evitar que el concreto se pegue al molde y pueda ser retirado con facilidad.

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EQUIPOS:  Recipiente Plástico de 50 litros.- Serán empleados para colocar dentro de el las probetas de concreto durante el tiempo de curado (seis días).

 Recipientes de agua pequeños (balde).- Emplearemos baldes para llevar agua hacia la mezcladora

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 Molde para Probetas.-Los moldes que se usaron para el moldeado de las probetas, son metálicos y se ajustan a través de dos seguros, los cuales no permiten que el concreto escape del molde. Además sus dimensiones son las mencionadas anteriormente.

 Carretilla.- Emplearemos la carretilla para reunir los materiales como arena, piedra y cemento; además para desplazar el mortero de concreto hacia las probetas y finalmente para trasladar las probetas ensayadas a un lugar adecuado.

 Lampa

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 Mezcladora SOILTEST.-

 Prensa Hidráulica SOILTEST.-la prensa hidráulica que se muestra a continuación es muy importante ya que sin ella no se podría realizar el ensayo a la compresión de las probetas.

 Barra de Acero de 1.20m

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 Balanza Electrónica.- Con la ayuda de este equipo pesaremos el material de acuerdo a las proporciones indicadas posteriormente

V. CALCULO DE PROPORCION DE COMPONENTES PARA PROBETAS Dosificación: 1 : 4 : 8 A=

π * D2 = 4

π * (15) 2 =176.71c 4 m2 A=176.71cm2 V=A x h= (176.71cm2)*(30cm) Universidad Nacional”Jorge Basadre G.”

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V=5301.30cm3=5.301*10-3m3 V=0.053m3 1m 3 = 7 bolsas de cemento 7bolsas *

42.5 Kg = 297.5 Kg de Cemento 1bolsa 1m 3 − − − − − − − − − −297.5 Kg 0.0053m 3 − − − − − − − − − − X (0.0053m 3 ) * (297.5 Kg ) X = 1m 3 X = 1.58 Kg de Cemento

Agregamos el factor de perdida de material (5%) Cemento=1.58Kg+5%*1.58Kg Cemento=1.58Kg+0.05*1.58Kg Cemento=1.66Kg de Cemento Cant. de Material=Relación*Constante de peso*Nº de probetas C : 1 =1*1.66*6=9.96Kg de Cemento A : 2 =4*1.66*6=36.84Kg de Arena Gruesa P : 8 =8*1.66*6=79.68Kg de Piedra Calculo para cantidad de agua: 1 bolsa de cemento= 42.5 Kg − − − − − − − − − −24.50 Litros 9.96 Kg − − − − − − − − − − X (9.96 Kg .) * (24.5 Litros ) X = 42.5 Kg . X = 5.74 Litros

RESUMEN: Dosificación: 1:4:8 Material para seis (06) probetas COMPONENTE Cemento Arena Piedra Agua Universidad Nacional”Jorge Basadre G.”

CANTIDAD 9.96Kg 36.84Kg 79.68Kg 5.74Litros 11

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VI. PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACION DE LAS PROBETAS : 1) Primero procederemos a reunir los materiales necesarios para la elaboración de las probetas, como son el cemento, piedra, arena, agua y el aceite de carro o petróleo.

2) Una vez reunidos los materiales, procedemos a pesar en una balanza electrónica el cemento, la arena y la piedra de acuerdo a las cantidades especificadas anteriormente. 3) Limpiamos los moldes para las probetas y lo recubrimos con una capa de aceite de carro o petróleo, para que el concreto no se adhiera a la superficie metálica del molde.

4) Colocamos la arena, cemento y piedra en la mezcladora, agregamos el agua (5.74litros) y encendemos la mezcladora. Con ayuda de una barra de acero de 1.20m removemos el fondo de la mezcladora para disolver los cúmulos de material sin mezclar, seguimos removiendo hasta que los materiales se hayan mezclado completamente. 5) Seguidamente colocamos la mezcla de concreto sobre la carretilla, y removemos manualmente un poco con ayuda de la lampa, después de ello, procedemos a llenar las seis (06) probetas con el concreto, removiendo suavemente el concreto con una

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barra de acero para que en el molde no se formen vacíos (cúmulos de aire). Concluido este procedimiento dejamos fraguar el concreto durante 24 horas.

6) Al día siguiente de vaciado el concreto en los moldes metálicos, retiramos las probetas de los moldes y los colocamos en un recipiente con agua, para su curado respectivo durante seis (06) días.

7) Al sétimo (07), catorceavo (14) y al veintichoavo (28) día de retirado las probetas del molde se procede a realizar el ensayo a la compresión de dos probetas, para cada fecha indicada y hallar el valor promedio de la resistencia

VII. PROCEDIMIENTO PARA ENSAYO A LA COMPRESION DE LAS PROBETAS : 1) Se trasladará las probetas de concreto para realizar el ensayo a la compresión de las mismas, siguiendo el cronograma que se indica a continuación : Nº de Probetas

Fecha de Elaboración de Probetas

Seis (06) muestras Nº de Probetas

06 de Febrero de 2006 Fecha de Desmolde de las Probetas

Seis (06) muestras Nº de Probetas

07 de Febrero del 2006 Fecha de Rotura de Probetas

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Ensayo a la Compresión de Probetas Dos (02) muestras Dos (02) muestras Dos (02) muestras

Materiales de Construcción 14 de Febrero del 2006 21 de Febrero del 2006 07 de Marzo del 2006

En el cuadro anterior también se incluye la fecha de elaboración y de desmolde de las probetas.

2) Realizamos una limpieza de los equipos, principalmente a la prensa hidráulica, seguido colocamos la probeta sobre la base circular de la prensa hidráulica tratando de que se ubique en el centro.

3) Una vez colocado la probeta sobre la base de la prensa hidráulica, ubicamos la aguja del medidor de fuerza aplicada de la prensa hidráulica en cero (0) y encendemos la prensa hidráulica.

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4) El medidor de la prensa irá marcando la fuerza aplicada, desplazándose hacia arriba debido a que la fuerza aplicada se incremente constantemente, hasta alcanzar un punto donde la aguja se detenga y la probeta empiece a deformarse de manera considerable debido a la fuerza aplicada.

5) Finalmente la probeta se romperá, lanzando en algunos casos pequeñas partículas de concreto, en este instante se procederá a apagar la prensa hidráulica.

6) Luego anotamos la lectura de la fuerza necesaria para romper la probeta (registrada por el medidor de la prensa hidráulica en libras). Y seguidamente retiramos la probeta de la base circular de la prensa hidráulica y lo colocamos sobre la cerretilla. 7) Se repetirá el mismo procedimiento para la segunda probeta, luego colocamos también la segunda probeta ensayada sobre la carretilla para luego llevarlo a un área de desmonte seleccionado al iniciar la practica. Con las lecturas obtenidas podemos determinar la resistencia a la tracción de las probetas de concreto.

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8) El procedimiento indicado desde (2) hasta (5) se repetirá para cada fecha indicada en el cuadro anterior, haciendo uso de dos (02) probetas de concreto por fecha en que se realizara Ensayo de Compresión [a los siete (07), a los catorce (14) y a los veintiocho (08)] 9) Al culminar con la rotura de las probetas, es decir después de los veintiocho días de retirado del molde las probetas de concreto se podrá calcular la resistencia a la compresión del concreto con dosificación 1:4:8 y proyectar una curva que represente la resistencia a la compresión del concreto (con dosificación 1:4:8) con respecto al número de días transcurridos después de elaborado el concreto.

VIII. CALCULO DE RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LAS PROBETAS: •

DESCRIPCIÓN DE LAS MUESTRAS:

Los valores que se muestran a continuación son los que se esperan obtener al concluir el ensayo a la compresión de las probetas. La norma indica que la relación H/D debe estar entre [1.96--2.01]. Este parámetro es consecuencia de la desigualdad de medidas en el molde metálico para probetas. Lo que se busca es que la altura sea el doble del diámetro.

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•

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Nº

Muestra

Diámetro (cm.)

Altura (cm.)

H/D

Área (cm2.)

1 2 3 4 5 6

M-1 M-2 M-3 M-4 M-5 M-6

16.1 16.2 15.3 15.1 15.0 15.2

30.1 30.7 30.2 29.9 29.8 30.0

1.87 1.90 1.97 1.98 1.99 1.97

203.58 206.12 183.85 179.08 176.71 181.46

f lc (Kg./cm2) 80 80 80 80 80 80

CALCULO DE RESULTADOS:

Ensayo a los siete (07) días Parea la probeta M-1: -la carga aplicada fue de 15000lb; convirtiendo dicha cantidad en Kg. Obtenemos: 15000lb.=6803.886Kg

σ=

P A

σ1 =

6803 .886 Kg . 203.58 cm 2

σ 1 = 33.421 Kg. /cm2

Parea la probeta M-1: -la carga aplicada fue de 15500lb; convirtiendo dicha cantidad en Kg. Obtenemos: 15500lb.=7030.682Kg

σ=

P A

σ2 =

7030 .682 Kg . 206.12 cm 2

σ 2 = 34.110 Kg. /cm2

Ensayo a los siete días Nº Descripción 1 M-1 2 M-2

Área (cm.) 203.58 206.12

Fecha de Vaciado 07/02/2006 07/02/2006

Fecha de Rotura 14/02/2006 14/02/2006

Edad (días) 7 7

Carga (Kg.) 6803.886 7030.682

f lc (Kg./cm2) 33.421 34.110

%Avance Promedio

σ PROMEDIO =

% Avance 41.776% 42.638% 42.207%

σ 1 + σ 2 33.421 + 34.110 = = 33.766 2 2

σ PROMEDIO = 33.766 Kg. /cm2 Este valor es resistencia promedio de las probetas ensayadas a los siete (07) días. Ensayo a los catorce (14) días. Parea la probeta M-3: -la carga aplicada fue de 20500lb; convirtiendo dicha cantidad en Kg. Obtenemos: 20500lb.=9298.644Kg Universidad Nacional”Jorge Basadre G.”

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σ=

P A

σ3 =

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9298 .644 Kg . 183.85 cm 2

σ 3 = 50.577 Kg. /cm2

Parea la probeta M-4: -la carga aplicada fue de 20000lb; convirtiendo dicha cantidad en Kg. Obtenemos: 20000lb.=9071.848Kg

σ=

P A

σ4 =

9071 .848 Kg . 179.08 cm 2

σ 4 = 50.658 Kg. /cm2

Ensayo a los siete días Nº Descripción 3 M-3 4 M-4

Área (cm.) 183,85 179,08

σ PROMEDIO =

Fecha de Vaciado 07/02/2006 07/02/2006

Fecha de Rotura 21/02/2006 21/02/2006

Edad (días) 14 14

σ 3 + σ 4 50.577 + 50.658 = = 50.618 2 2

Carga (Kg.) 9298.644 9071.848

f lc (Kg./cm2) 50.577 50.658

%Avance Promedio

% Avance 63.221% 63.323% 63.272%

σ PROMEDIO = 50.618 Kg. /cm2 Este valor la resistencia promedio de las probetas ensayadas a los catorce (14) días.

Ensayo a los veintiocho (28) días. Parea la probeta M-5: -la carga aplicada fue de 30000lb; convirtiendo dicha cantidad en Kg. Obtenemos: 30000lb.=13607.772Kg

σ=

P A

σ5 =

13607 .772 Kg . 176.71 cm2

σ 5 = 77.066 Kg. /cm2

Parea la probeta M-6: -la carga aplicada fue de 25000lb; convirtiendo dicha cantidad en Kg. Obtenemos: 25000lb.=11339.810Kg

σ=

P A

σ6 =

11339 .810 Kg . 181.46 cm2

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σ 6 = 62.492 Kg. /cm2

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Ensayo a los siete días Área (cm.) 176.71 181.46

Nº Descripción 5 M-5 6 M-6

Fecha de Vaciado 07/02/2006 07/02/2006

Fecha de Rotura 07/03/2006 07/03/2006

Edad (días) 28 28

Carga (Kg) 13607.772 11339.810

f lc

% Avance 96.333 78.115

(Kg./cm2) 77.066 62.492

Debido a que la muestra M-6 no ha alcanzado la resistencia esperada a los veintiocho (28) días, se ha optado por no considerarlo para los cálculos debido a que no satisface las expectativas esperadas para dicha probeta. σ 28 − dias = σ 5 = 77.066

σ 28 −dias = 77.066 Kg. /cm2 Este valor representa la resistencia de la probeta ensayada a los veintiocho (28) días.

IX. ANALISIS DE LOS RESULTADOS •

Calculo y análisis de resultados:

Ensayo a los siete (07) días. Proyección de la resistencia a los veintiocho (28) días a partir de la resistencia de los siete (07) días

σ 28 −dias = σ 7 + 8 σ 7 σ 28 −dias = 33.766 + 8 33.766 σ 28 = 80.352 kg / cm2 La proyección de la resistencia a los veintiocho (28) días a partir de la resistencia a los siete (07) días muestra un resultado, cuyo valor nos indica que se alcanzará de manera satisfactoria la resistencia propuesta al iniciar la practica. Universidad Nacional”Jorge Basadre G.”

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Ensayo a los catorce (14) días. Proyección de la resistencia a los veintiocho (28) días a partir de la resistencia a los catorce (14) días.

σ 28 = σ 14 + 4 σ 14 σ 28 = 50.168 + 4 50.618 σ 28 = 79.076 kg / cm 2 La proyección de la resistencia a los veintiocho (28) días a partir de la resistencia a los catorce (14) días muestra un resultado aceptable porque se alcanzará un valor muy cercano al propuesto al iniciar la práctica. Además al comparar el resultado obtenido de la proyección a partir de los catorce (14) días con el propuesto a l iniciar la práctica observamos que se alcanza casi en la totalidad la resistencia especificada para el concreto con proporción 1:4:8, es decir se alcanza caso un 98% de la resistencia propuesta. Ensayo a los veintiocho (28) días.

σ 28 −dias = 77.066 Kg. /cm2 Al realizar el último ensayo a los veintiocho (28) días y comparar dicho resultado con el valor propuesto, se obtiene que se ha alcanzado casi en la totalidad la resistencia requerida para el concreto con proporción 1:4:8 es decir se alcanza un 96.332% de la resistencia propuesta. Factores que pueden haber contribuido a que la probeta M-6 de una lectura inadecuada X. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES • • • •

•

A través de la practica se busca mostrar al estudiante el procedimiento correcto de elaboración de probetas de concreto, y la serie de cálculos que debe aplicar para hallar la resistencia a la compresión de dichas muestras Las probetas de concreto no alcanzan totalmente la resistencia propuesta a los veintiocho (28) días. Para realizar el ensayo a la compresión, para cada rotura es necesario hacer empleo como mínimo de dos probetas, para poder comparar las lecturas obtenidas y determinar un valor promedio que representa a todas las muestras. Además se puede determinar cuando el ensayo se ha realizado de manera inadecuada, porque las lecturas obtenidas nos darán resultados con una diferencia apreciable, lo que nos permitirá descartar las lecturas incorrectas, ocasionadas por diversos factores. Se puede tomar como ejemplo el caso de la probeta M-6, que fue descartada porque su resistencia no alcanzó el valor esperado para dicha probeta con proporción 1:4.8 Uno de los factores que puede alterar la lectura de la fuerza aplicada sobre la probeta al realizar el ensayo, es que no se haya centrado correctamente la probeta o que no se haya colocado en forma vertical.

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Ensayo a la Compresión de Probetas •

• • • •

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Se recomienda que antes de realizar el ensayo a la compresión con las probetas se les haga un refrendado para evitar imperfecciones (El refrentado es un tratamiento térmico de azufre y bentonita que se realiza las probetas para evitar las imperfecciones) para que las superficies superior e inferior de las probetas sean uniformes y la fuerza que se aplicará al ensayarlas se distribuya adecuadamente. Durante la practica se empleó cemento “YURA”, pero se recomienda el uso de cemento “SOL” Al realizar el ensayo a la compresión de las probetas a los siete (07) y a los catorce (14) días, con las resistencias halladas respectivamente se puede proyectar la resistencia que se obtendrá a los 28 días. El ensayo a la compresión debe realizarse de manera continua evitando los saltos. No debe realizarse ninguna corrección en los mandos de la prensa hidráulica cuando la probeta empieza a deformarse antes de la rotura.

XI. BIBLIOGRAFIA  http://www.fi.uba.ar/materias/6716/compresion.pdf  http://www.tdx.cesca.es/TESIS_UPC/AVAILABLE/TDX-0512103122109//05CAPITULO4.pdf  Tecnología del Concreto  Construcción 

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