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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Subdirección de Estudios de Posgrado Doctorado en Ingeniería con Orientación en Materiales de Construcción EXAMEN DE SELECCIÓN NOMBRE DEL ASPIRANTE: __________________________________________________________ CALIF.____________

TIEMPO MAX. 4 hrs

MATERIA: MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y CIENCIA DE MATERIALES PARTE 1. Subraye la respuesta(s) correcta(as). 1

Es la disciplina que está ligada a la búsqueda del conocimiento básico y la relación existente entre estructura, propiedades y procesamiento de los materiales. a) Ingeniería

2

b) Metalurgia física

c) Ciencia de los materiales

Son los tipos de enlaces que mantienen unidas a las moléculas de un material dado, y de las cuales dependen muchas de las propiedades que exhiben, como por ejemplo, su punto de fusi ón. a) Enlace iónico

3

b) Enlaces secundarios

d) Enlace covalente

e) Enlaces primarios

De la siguiente lista de materiales utilizados en la construcción escriba el nombre del grupo al que pertenecen (Cerámicos, compuestos, polímeros, metálicos). a) Yeso ______________

b) Concreto ______________ c) Cemento ______________

d) Acero _______________ e) PVC, poliuretano _______________ 4

Son características de los materiales metálicos. a) Brillo b) Quebradizos

5

c) Dúctiles

d) Conductores de calor

e) Reaccionan con ácidos

El yeso es un mineral común el cual se encuentra en la naturaleza por la precipitación del sulfato de calcio en agua de mar, cuya fórmula química es: a)

6

CaSO4.2H2O

b) CaSO4

c) CaSO4.½H2O

Es la pendiente de la secante definida por dos puntos de la curva esfuerzo-deformación al estar sometido el concreto a esfuerzos de compresión dentro del comportamiento elástico. a) Relación de Poisson b) Fluencia c) Módulo de elasticidad

d) Deformación unitaria

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Son las materias primas de una amplia variedad de elementos (principalmente metales) y compuestos químicos. a) Arrabio

8

b) Minerales

c) Rocas

d) Aleaciones

Es un compuesto presente en todos los aceros estructurales, extremadamente duro y frágil. a)

9

Austenita

b) Ferrita

c) Cementita

d) Perlita

En este elemento se produce la liberación de electrones necesarios para que se produzca un proceso electroquímico de corrosión. a) Electrolito

10

b) Conductor

c) Ánodo

d) Cátodo

En este elemento se presenta la transferencia de iones necesarios para que se produzca un proceso electroquímico de corrosión. b) Electrolito

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b) Conductor

c) Ánodo

d) Cátodo

Representa el compuesto potencial responsable de la resistencia a edades tempranas en la hidratación del cemento portland. a) C2S

12

b) C3S

c) C4AF

d) C3A

Relacione los gráficos siguientes con su respectivo comportamiento de esfuerzo-deformación del material: a) Hule suave, b) Acero, c) Vidrio, d) Concreto y f) aleación de aluminio.

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Subdirección de Estudios de Posgrado Doctorado en Ingeniería con Orientación en Materiales de Construcción EXAMEN DE SELECCIÓN PARTE 2. Conteste brevemente las siguientes preguntas (en hojas revolución). 1

Menciones cuales son los enlaces atómicos principales, que tipo de elementos los forman y que

características presentan cada uno de ellos (mencionar tres). 2

Defina que es una estructura cristalina y una amorfa, y mencione dos ejemplos de cada una.

3

Defina que es un material alotrópico y menciones dos ejemplos de estos.

4

Describa que es un polímero y un cerámico, que tipo de enlace y estructura química presentan cada

uno de ellos y mencione tres ejemplos de estos materiales y posibles aplicaciones en Ingeniería. 5

Defina que es un material compuesto, proporcione características y mencione tres ejemplos.

6

Defina que es el cemento portland, mencione las materias primas usadas en su fabricación y

mencione sus fases (nombres o fórmulas). 7

¿Qué es una puzolana? Mencione ejemplos de estos materiales.

8

¿Qué es un CPC 30R B?

9

Defina que es el acero y mencione cuáles son las materias primas usadas para su fabricación.

10

¿Qué es la corrosión? Mencione las partes principales que componen esta clase de mecanismo.

11

Problema. Se va a diseñar una varilla polimérica para construcción formada por fibra de vidrio,

resina epóxica y arena de sílice. Calcule lo siguiente: Densidad del nuevo compuesto y los porcentajes en peso de cada material.

Materiales Fibra de vidrio Resina epóxica Arena de sílice 12

Densidad, g/cm3 2.54 1.10 2.60

Porcentaje en volumen 60 30 10

Usted cuenta con la siguiente composición química de tres tipos de cementos portland: un cemento

portland gris, un cemento bajo en álcalis y un cemento blanco. Identifique la correspondencia que se solicita con base en esta información y JUSTIFIQUE su respuesta.

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Subdirección de Estudios de Posgrado Doctorado en Ingeniería con Orientación en Materiales de Construcción EXAMEN DE SELECCIÓN X = Cemento portland _______________, Porque____________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _____________ Y = Cemento portland _______________, Porque____________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _ 13

De la siguiente gráfica, seleccione el inciso que representa el orden de la cinética de hidratación de los

compuestos indicados, del más rápido al más lento e incluya cada uno de los compuestos en la figura.

a) b) c) d)

C2S, C3S, C3A, C4AF C2S, C3S, C4AF, C3A C4AF, C3A, C3S, C2S C4AF, C3A, C2S, C3S

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Le han encargado separar un material granular necesario, cuya densidad es de 2.62 g/cm 3, de un

material granular indeseable de densidad 1.20 g/cm 3. Uno de los métodos viables es la separación por diferencia de densidades. Tiene la opción de utilizar como líquido de inmersión las siguientes sustancias: agua, tetracloruro de carbono, hexano, benceno y yoduro de metileno. Si las densidades de estas sustancias son respectivamente 1.0, 1.59, 0.66, 0.88 y 3.32 g/cm 3, ¿cuál de estos líquidos escogería para efectuar la separación y por qué? 15

Nombre tres cementantes que suelen agregarse al cemento portland como sustitución o como

complemento cementante del mismo. 16

Explique a grandes rasgos cuál es la razón de la adición de yeso para la producción de cemento

Portland. 17

Mencione el nombre de cinco pruebas que se le realizan a los cementos portland para evaluar sus

propiedades físicas y mecánicas. 18

Explique la diferencia entre fraguado falso y fraguado rápido.

19

¿Qué es el humo de sílice?

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Defina Durabilidad.

2

Para el diseño de mezclas de concreto ¿Qué notación utiliza el ACI 318 para la referirse a la

resistencia promedio a la compresión requerida del concreto y que se emplea como base para establecer las proporciones optimizadas de una mezcla de concreto? a) fc 3

b) f´c

c) fr

d) f´cr

¿Cuál es la resistencia del concreto que normalmente se especifica para el diseño estructural de

pavimentos de concreto y pisos industriales? a) Impacto 4

b) Tensión

c) Abrasión

d) Flexión

e) Compresión

Basados en un enfoque de sustentabilidad, que modificaciones recomendaría a un productor de

concreto para mejorar el material en este sentido. Sea breve y ordenado en su respuesta. 5

Mencione 5 ventajas que resultan de disminuir la cantidad de agua (agua de reacción) en un

concreto hidráulico. 6

Explique brevemente el efecto de la carbonatación en la durabilidad del concreto.

7

Mencione 5 pruebas para caracterizar las propiedades de los agregados.

8

Mencione 5 aditivos químicos y describa brevemente sus aplicaciones en concreto hidráulico.

9

Complete la siguiente tabla llenando los espacios vacíos:

Seco al horno (Ws)

Masas de agregado SSS (Wsss) 800.0

950.0

10

Húmedo (WHO)

Absorción Cantidad de Agua Porcentaje (g) (%Abs) 0.9

Humedad de Obra (HO) Cantidad de Agua Porcentaje (g) (%HO) 1.1

2.5

Cantidad de Agua que Sobra o Falta para "SSS" Sobra o Falta? Cantidad de Agua Porcentaje (S/F) (g) (%) S

0.6

Para el proporcionamiento que se presenta a continuación, calcule la relación agua / cementante y

los consumos por metro cúbico de los siguientes materiales:

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Subdirección de Estudios de Posgrado Doctorado en Ingeniería con Orientación en Materiales de Construcción EXAMEN DE SELECCIÓN Propiedades de los materiales Densidad Material g/cm3 Cemento 3.150 Ceniza 2.300 Grava 2.550 Arena 2.610

Cemento Ceniza Agua Grava Arena

PVSS kg/m3 1280 785 1545 1630

PVVS kg/m3

Absorción %

H.O. %

1610

0.4 1.6

0.1 4.1

M.F.

2.8

Materiales con Humedad de Obra kg/x m3 364 36.4 163.8 1300 1560

Aire 2.5%

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Problema 1. Equilibrio dos dimensiones.- Dos cables se amarran juntos en el punto C. Determine la tensión en: a) en el cable AC y b) en el cable BC

TAC  ? TBC  ? W  m* g



W  200 Kg  9.8 m

s2



W  1960 N

Problema 2. Esfuerzo compresión. De la figura mostrada, en sección transversal de una pilastra de concreto que se carga uniformemente en compresión: a)

Determine el esfuerzo promedio de compresión σc en el concreto si la carga es de 2,500 klb.

b)

determine las coordenadas ,

del punto donde la carga resultante debe de actuar para producir un

esfuerzo normal uniforme.

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Subdirección de Estudios de Posgrado Doctorado en Ingeniería con Orientación en Materiales de Construcción EXAMEN DE SELECCIÓN Problema 3. Esfuerzo cortante en pernos. Tres placas de acero, cada una de 16 mm de espesor están unidas con dos remaches de 20 mm como se muestra en la figura. Determine: a) si la carga es P = 50 kN ¿cuál es el esfuerzo cortante máximo que actúa sobre los remaches?, b) si el esfuerzo cortante último para esos remaches es de 180 MPa ¿qué fuerza Pult se requiere para hacer que los remaches fallen por cortante? (no tenga en cuenta la fricción entre las placas).

Problema 4. Cambios de longitud. Un cable de acero de 25 mm de diámetro nominal (área efectiva 481 mm2, resistencia a la ruptura 641 kN) se usa en un patio de construcción para levantar una parte de un paquete que pesa 38 kN. El cable tiene un módulo de elasticidad efectivo E = 140 GPa. Determinar: a) si el cable tiene 14 m de longitud ¿cuál será la elongación al subir la carga? b) si el cable tiene capacidad para una carga máxima de 70 kN, ¿cuál es el factor de seguridad del cable con respecto a la falla?.

Datos E=140GPa=140,000MPa=140x109 N/mm2 L=14.0m A=304.0mm2 P=38,000N

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Problema 5. Deformaciones y cambios de sección. Una columna circular hueca de acero (E = 210 GPa) está sometida a una carga P = 490 kN, como se ve en la figura. La columna tiene una longitud de 2.5 m y diámetro exterior de 20 mm. Si el esfuerzo permisible es de 56 MPa y el acortamiento permisible de la columna es de 0.6 mm. ¿Cuál es el espesor t requerido para la pared? Datos: E = 210,000 N/mm2 P = 490 kN L = 2500 mm σperm = 56 MPa δperm = 0.6 mm Ecuación para la determinación de una deformación en una barra axial.

Problema 6. Esfuerzos en vigas. Una viga de madera AB simplemente apoyada con un claro L=3.5 m, soporta una carga de q = 6.4 kN/m como se muestra en la figura. Calcule el esfuerzo máximo de flexión σmax debido a la carga q, si la viga tiene una sección transversal rectangular con un ancho b = 140 mm y una altura h = 240 mm.

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EVALUACIÓN DE ASPIRANTES A INGRESO AL DOCTORADO EN INGENIERÍA CON ORIENTACIÓN EN MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN EXAMEN CENEVAL No. 1

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8

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10

Nombre del aspirante

Fecha de  Evaluaciones

Profesión

Procedencia

Edad

Promedio  Licenciatura

Media

Puntos  obtenidos

EXAMEN  EXCI Diferencia

Requisito

Puntos  obtenidos

EXAMEN DE INGRESO

CURSO  Diferencia

Asistió?

CEIM

TECNO

MECANICA DE  MTLS

DICTAMEN FINAL

ENTREVISTA Promedio

Dictamen

Aceptado

Observaciones