-
FISICA II Pgina 1 de 14
-
FISICA II Pgina 2 de 14
PROYECTO FINAL DE FISICA II
Centro de Estudios: UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE
Tema: RECUPERACIN ELSTICA POR TORSIN
Curso: FISICA II
Ciclo: III
2014
DEDICATORIA
-
FISICA II Pgina 3 de 14
El presente trabajo principalmente lo dedicamos a
Dios por darnos la gracia de estar vivos y poder asimilar da a
da los
conocimientos impartidos por nuestros maestros.
Tambin lo dedicamos a nuestros familiares, amigos y a todas las
personas que
creen en nosotros, as como tambin a nuestro profesor Luis
Defilippi Shinzato.
-
FISICA II Pgina 4 de 14
INDICE
Contenido
DEDICATORIA3
NDICE.4
INTRODUCCIN5
OBJETIVOS6
JUSTIFICACIN..7
ELASTICIDAD...9
ANGULO DE TORSIN.10
ELABORACIN DE ENSAYO..11
RESULTADOS....12
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA MATEMTICO..13
CONCLUSIONES14
BIBLIOGRAFIA15
-
FISICA II Pgina 5 de 14
INTRODUCCIN
Actualmente nuestro pas atraviesa por el llamado boom de la
construccin, la Recuperacin Elstica por Torsin es un ensayo de
calidad al cemento asfaltico modificado con polmeros. En este caso
la recuperacin elstica del asfalto es un dato bsico para la
determinacin de cuan til ser nuestra carpeta asfltica cuando sea
sometida a cargas.
Pero definamos que es un asfalto modificado con polmeros, en
ingeniera, los asfaltos modificados con polmero, son obtenidos a
partir de la incorporacin de polmero en el cemento asfaltico de
petrleo, en una unidad apropiada, pudiendo o no tener una reaccin
qumica. Los ligantes asflticos adecuados para modificar son
aquellos que presentan compatibilidad con el polmero a ser
utilizado.
Los objetivos que se persiguen con la modificacin de los
asfaltos con polmeros, es contar con ligantes asfalticos ms
viscosos a temperaturas elevadas para reducir los problemas de
deformacin permanente (ahuellamientos), de las mezclas que componen
las capas o superficie de rodadura, aumentando la rigidez. Por otro
lado disminuir el fisuramiento por efecto trmico a bajas
temperaturas y por fatiga trmica y dinmica, aumentando su
elasticidad, asimismo contar con un ligante asfaltico de mejores
caractersticas adhesivas.
Bsicamente para todo proyecto de construccin de carreteras debe
realizarse ensayos de control de calidad al liquido a utilizarse
para asi asegurarse un producto optimo de acuerdo a las
especificaciones del proyecto.
A continuacin aplicaremos los temas tratados en clases, en este
caso La Elasticidad (Modulo de Torsin) a un ensayo de control de
calidad realizado en laboratorio.
-
FISICA II Pgina 6 de 14
OBJETIVOS
Determinar el grado de elasticidad que presenta los asfaltos en
particular con
polmeros, de aplicacin en construccin de carreteras, en casos
particulares de
clima, orogrficas o de transito, se pueden utilizar productos,
generalmente
polmeros, que incorporados al ligante asfaltico modifican las
caractersticas de
este, con el objeto de mejorarlo funcionalmente. El objetivo
principal es
verificar el asfalto que cumpla con la recuperacin especificada
para poder
aplicarlo en la futura carpeta asfltica, para evitar problemas
de ahuellamiento
o fisuras cuando sea sometido a cargas pesadas por el mismo
transito.
Trabajamos en base al 100% y lo ideal o aceptable para una
carpeta flexible es
una recuperacin elstica por encima del 60%.
-
FISICA II Pgina 7 de 14
JUSTIFICACIN
Para la elaboracin del ensayo de Recuperacin Elstica por Torsin
necesitamos un Aparato de Torsin, provisto de un vstago capaz de
imponer un esfuerzo de torsin a la muestra, el cual encontramos en
distribuidores especializados en equipos de Laboratorio. En dicho
equipo colocaremos la muestra de asfalto a ser ensayada.
-
FISICA II Pgina 8 de 14
EL ENSAYO
-
FISICA II Pgina 9 de 14
ELASTICIDAD
En fsica el trmino elasticidad designa la propiedad mecnica de
ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se
encuentran sujetos a la accin de fuerzas exteriores y de recuperar
la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan. Modulo
de Torsin El mdulo de torsin o momento de torsin (o inercia
torsional) es una propiedad geomtrica de la seccin transversal de
una viga o prisma mecnico que relaciona la magnitud del momento
torsor con las tensiones tangenciales sobre la seccin transversal.
Dicho mdulo se designa por J y aparece en las ecuaciones que
relacionan las tensiones tangenciales asociadas, el momento torsor
(Mx) y la funcin del alabeo unitario (), esa relacin viene dada
aproximadamente por las dos ecuaciones siguientes:
Y donde son las coordenadas del centro de cortante de la seccin.
Para una pieza prismtica recta de seccin constante torsionada
aplicando un momento torsor constante a travs de sus extremos el
mdulo de torsin se relaciona con el ngulo girado y la longitud
total de la pieza mediante la expresin:
donde G es el mdulo de elasticidad transversal del material de
la pieza.
-
FISICA II Pgina 10 de 14
NGULO DE TORSIN
Si se aplica un par de torsin T al extremo libre de un eje
circular, unido a un soporte fijo en el otro extremo, el eje se
torcer al experimentar un giro en su extremo libre, a travs de un
ngulo , denominado ngulo de giro. Cuando el eje es circular, el
ngulo es proporcional al par de torsin aplicado al eje.
Angulo de torsin. Por lo tanto tenemos que:
Angulo de torsin.
Donde: T es el par de torsin. L es la longitud del eje. J es el
momento polar de inercia de la seccin transversal del eje. G es el
mdulo de rigidez del material.
El ngulo de torsin se relaciona con la deformacin mxima a
cortante a travs de la siguiente forma:
Angulo de torsin con deformacin mxima
-
FISICA II Pgina 11 de 14
ELABORACIN DEL ENSAYO
OBJETIVO Esta prueba permite determinar la recuperacin elstica
torsional del asfalto,
mediante un dispositivo de torsin, que hace girar la muestra
analizada un
ngulo de 180, para despus, en un tiempo determinado, medir el
ngulo
recuperado.
EQUIPOS
1. Aparato de Torsin, provisto de un vstago capaz de imponer un
esfuerzo
de torsin a la muestra.
2. Bao de agua a 25C.
3. Molde de penetracin, con dimetro interior de 55mm y altura
interior
de 35mm.
4. Termmetro.
5. Cronometro.
PROCEDIMIENTO
Calentar una muestra de asfalto, agitando continuamente hasta
conseguir
una consistencia que permita su vertido, ajustar el pisn de
torsin de forma
que su base inferior quede a una distancia de 20mm del fondo de
recipiente
para el ensayo y centrarlo. Verter la muestra al recipiente de
ensayo hasta la
marca que posee el pisn en su base inferior, colocar la tenaza y
dejar enfriar a
temperatura ambiente como mnimo 1 hora. A continuacin se cubre
la
muestra con agua a 25 0.1C por 90 minutos.
Transcurridos los 90 minutos se hace girar la tenaza colocada en
el pisn un
ngulo de 180 en sentido de las agujas del reloj desde 180 a 0,
en un tiempo
comprendido entre 3 y 5 segundos, inmediatamente se retira la
tenaza y
despus de 30 minutos se procede, a la lectura indicada por la
varilla. La lectura
final del ensayo es el valor del ngulo recuperado.
CLCULOS
El resultado del ensayo se expresa en porcentaje del ngulo
recuperado con
respecto al inicial de 180.
Recuperacin Elstica por Torsin = (L / 180) * 100
Donde:
L = ngulo recuperado.
-
FISICA II Pgina 12 de 14
RESULTADOS
ENSAYO DE RECUPERACIN ELSTICA TORSIONAL
NLT 329 / MTC E320-2000
N DE MUESTRA
FECHA DE LLEGADA
FECHA DE ENSAYO
ENSAYO N1
ENSAYO N2
PROMEDIO
1 16-04-14 16-04-14 69 69 69
2 16-04-14 16-04-14 67 67 60
3 16-04-14 16-04-14 65 65 65
4 16-04-14 17-04-14 61 61 61
5 16-04-14 17-04-14 60 60 60
6 16-04-14 17-04-14 61 61 61
7 16-04-14 18-04-14 60 60 60
8 16-04-14 18-04-14 71 71 71
9 16-04-14 19-04-14 72 72 72
10 16-04-14 19-04-14 73 73 73
-
FISICA II Pgina 13 de 14
CONCLUSIONES
Habiendo concluido el presente trabajo llegamos a la conclusin
que el boom de
la construccin nos hace bien a todos, pero para poder tener
carreteras con un
tiempo til ms amplio debemos trabajar adecuadamente, realizando
los
ensayos de calidad necesarios. En este caso la Recuperacin
Elstica verificando
que cumpla con lo especificado para evitar posibles fallas en el
pavimenta a
futuro. Asimismo en la elaboracin de distintos ensayos a los
diferentes asfaltos
tanto convencional como asfalto con polmeros se concluyo la
mejor
recuperacin elstica del asfalto con polmeros, producto que nos
garantiza la
mayor durabilidad en el tiempo de una carretera.
-
FISICA II Pgina 14 de 14
BIBLIOGRAFIA
es.wikipedia.org/wiki/Mdulo_de_torsin
html.rincondelvago.com/torsion.html
www.monografias.com/...torsion/investigacion-sobre-torsion2.shtml
https://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/.../manual/.../home.htm
