PRACTICA 01
INDICE
1. tema………………………………………………………………………………………… tema………………………………………………………………………………………… 2. introducción………………………………………………………………………………………… introducción………………………………………………………………………………………… 3. objetivos……………………………………………………………………………………………… 4. materiales y equipos………………………………………………………………………….. 5. marco teórico………………………………………………………………………………………. 5.1contenido de humedad …………………………………………………………………… 5.2porcentage de humedad………………… humedad……………………………………… ………………………………………… ………………………….. …….. 5.3peso especifico del agregado fino y del agregado grueso 6. procedimiento……………………………………………………………………………………… 6.1 de la arena………………………………………………………………… arena…… ………………………………………………………………………………… …………………… 6.2 dela piedra……………………………………………………………………………………. 6.2.1 canto rodado…………………………………………………………………….. 6.2.2 piedra chancada………………………………………………………………… 7. conclusión…………………………………………………………………………………………… 8. anexos………………………………………………………………………………………………….
1.TEMA
1. CONTENIDO DE HUEMEDAD, PORCENTAJE DEE ABSORSION Y PESO ESPECÍFICO DE LA AGREGADO DE FINO Y DEL AGREGADO GRUESO 2 .DETERMINACIO DE PESOS UNITARIOS SUELTOS Y COMPACTADO DE LOS AGREGADOS
2.INTRODUCCIÓN
En los agregados existen poros, los cuales encuentran en la intemperie y pueden estar llenos con agua, estos poseen un grado de humedad, el cual es de gran importancia ya que con él podríamos saber si nos aporta agua a la mezcla.
En nuestro laboratorio utilizaremos agregados que están parcialmente secos (al aire libre) para la determinación del contenido de humedad total de los agregados. Este método consiste en someter una muestra de agregado a un proceso de secado y comparar su masa antes y después del mismo para determinar su porcentaje de humedad total. Este método es lo suficientemente exacto para los fines usuales, tales como el ajuste de la masa en una mezcla de hormigón.
3. RESUMEN
En este trabajo se analiza la calidad de agregados que brinda la cantera de Tartar Chico y que se están utilizando para la fabricación de concreto, en varias ciudades importantes de Cajamarca. Después de obtener las muestras representativas de los agregados de la Cantera, procedimos a determinar sus propiedades FISICO MECÁNICAS, las cuales fueron: Peso específico (De masa, en el estado sss y aparente), la granulometría, el porcentaje de absorción, el contenido de humedad, el peso unitario seco y compactado, el contenido de finos y el módulo de finura (Del agregado fino y grueso), resistencia a la abrasión, características que brindan una valiosa información de la capacidad de servicio de la estructura a largo plazo. La granulometría de los agregados, determina da por análisis de tamices de N° 100, N° 50, N° 30, N° 16, N° 8, N° 4, 3/8", 3/4", 1", 11/2", 2".,es un elemento importante que nos sirvió, en la determinación del tamaño máximo nominal y por ende, del requerimiento unitario de agua, proporciones del agregado grueso y fino, y de la cantidad del cemento para obtener la trabajabilidad deseada. El peso específico, es de vital importancia, para determinar el PESO de los agregados existente en la dosificación. La absorción, prueba realizada para realizar CORRECCIONES en las dosificaciones de mezclas de concreto.
4.OBJETIVOS: OBJETIVO GENERAL
Establecer el método de ensayo para determinar el porcentaje de humedad total en una muestra de agregado fino por medio del secado Reconocer las diferentes características de los agregados por medio de los métodos de ensayo descritos en el laboratorio como: colorimetría, equivalente de arena, granulometría, desgaste de los Ángeles, peso específico y unitario entre otros; para saber si son aceptables o no.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar el contenido de la humedad total para asegurar la calidad y uniformidad dadas al producir la mezcla de concreto. Conocer el uso del calor, como el medio más apropiado para hacer la extracción de la humedad en agregados. Saber sobre la relación que existe entre la humedad total, la humedad superficial y la absorción.
Detectar los compuestos orgánicos desfavorables en la arena, para saber si es la indicada a usar en la mezcla de concreto o mortero Estudiar cuantitativamente la cantidad de finos y ultra finos que conforman la arena. Ensayar la gradación de tamaño de las partículas de los agregados con el fin de producir un empaquetamiento compacto.
1. Obtener el peso unitario suelto y compactado de agregados finos, gruesos y mezclados por medio del cálculo del ensayo de peso unitario.
5. MATERIAL Y EQUIPOS
Balanza. Una balanza o báscula con precisión dentro del 0.1% o mas en cualquier punto
Frasco volumétrico de 500 de capacidad, calibrado hasta 0.10 o frasco de 1 litro calabrado
Molde metálica de forma tronconica de 40mm de diámetro en la parte superior, 90mm de diámetro en la parte inferior y 75mm de altura
Barra compactadora de metal de 240gr con un extremo de superficie plana circular de 25mm de diámetro
Estufa Fuente de Calor capaz de mantener una temperatura de 110°C
Termómetro con aproximación de 0.5°C. Recipiente. Se utiliza para introducir la muestra en el horno
6. MARCO TEORICO
6.1 CONTENIDO DE HUMEDAD (NTP 400.010)
La presente norma, establece el método de ensayo para determinar el contenido de humedad del agregado fino y grueso. Los agregados se presentan en los siguientes estados: seco al aire, saturado superficialmente seco y húmedos; en los cálculos para el proporciona miento de los componentes del concreto, se considera al agregado en condiciones de saturado y superficialmente seco, es decir con todos sus poros abiertos llenos de agua y libre de humedad superficial. Los estados de saturación del agregado son como sigue: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS: El contenido de humedad es una de las propiedades físicas del agregado, que no se encuentra en especificaciones; sin embargo, se puede manifestar que en los agregados finos, el contenido de humedad puede llegar a representar un 8% o más, mientras que en el agregado grueso dichos contenidos puede representar un 4%. propiedades físicas de los agregados: fino y grueso contenido de humedad definicón:
Es la cantidad de agua que contiene el agregado en un momento dado. Cuando dicha cantidad se exprese como porcentaje de la muestra seca (en estufa), se denomina Porcentaje de humedad, pudiendo ser mayor o menor que el porcentaje de absorción. Los agregados generalmente se los encuentra húmedos, y varían con el estado del tiempo, razón por la cual se debe determinar frecuentemente el contenido de humedad, para luego corregir las proporciones de una mezcla. Seco: No existe humedad en el agregado. Se lo consigue mediante un secado prolongado en una estufa a una temperatura de 105 ± 5º C. Seco al aire: Cuando existe algo de humedad en el interior del árido. Es característica, en los agregados que se han dejado secar al medio ambiente. Al igual que en estado anterior, el contenido de humedad es menor que el porcentaje de absorción.
Saturado Y Superficialmente Seco: Estado en el cual, todos los poros del agregado se encuentran llenos de agua. Condición ideal de un agregado, en la cual no absorbe ni cede agua. Húmedo: En este estado existe una película de agua que rodea el agregado, llamado agua libre, que viene a ser la cantidad de exceso, respecto al estado saturado superficialmente seco. El contenido de humedad es mayor que el porcentaje de absorción. El agregado fino retiene mayor cantidad de agua que el agregado grueso. El contenido de humedad de una muestra, estará condicionada por el estado en el que se encuentre dicho material, es decir que el contenido de humedad variará teniendo en cuenta la variabilidad climatológica. En la presente práctica se determinará el contenido de humedad natural (actual) de nuestro agregado.
Los agregados pueden tener algún grado de humedad lo cual está directamente relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su vez del tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros. Las partículas de agregado pueden pasar por cuatro estados, los cuales se describen a continuación: 2. Totalmente seco. Se logra mediante un secado al horno a 110°C hasta que los agregados tengan un peso constante. (generalmente 24 horas).
Parcialmente seco. Se logra mediante exposición al aire libre. Saturado y Superficialmente seco. (SSS). En un estado límite en el que los agregados tienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos. Este estado sólo se logra en el laboratorio. Totalmente Húmedo. Todos los agregados están llenos de agua y además existe agua libre superficial.
También existe la Humedad Libre donde esta se refiere a la película superficial de agua que rodea el agregado; la humedad libre es igual a la diferencia entre la humedad total y la absorción del agregado, donde la humedad total es aquella que se define como la cantidad total que posee un agregado. Cuando la humedad libre es positiva se dice que el agregado está aportando agua a la mezcla, para el diseño de
mezclas es importante saber esta propiedad; y cuando la humedad es negativa se dice que el agregado está quitando agua a la mezcla.
Esta propiedad está regido por la Norma Técnica Colombiana # 1776 "Determinación del Contenido de Humedad Total" donde explica el procedimiento a seguir para realizar el ensayo para determinar dicha propiedad. Este método no se puede aplicar en aquellos casos en el que el calor pueda alterar al agregado, o donde se requiere una determinación más refinada de la humedad.
6.2 ABSORCION DEL AGREGADO
Los agregados presentan poros internos, que se denominan como “abiertos”
cuando son accesibles al agua humedad exterior, sin requisito de presión. Diferenciándose de la porosidad cerrada, en el interior del agregado, sin canales de conexión con la superficie, a la que alcanza mediante fluidos bajo presión. Cuando un agregado seco se introduce en un recipiente con agua, sus poros abiertos se llenan total o parcialmente, a diferente velocidad, según el tamaño y disposición de los mismos. Si un agregado se colma en todos sus poros, se considera saturado y superficialmente seco. Si además la humedad se mantiene en la superficie, se le conoce como saturado superficialmente húmedo. En el caso de que se seque al aire, o artificialmente en horno, el
6.3 PESO ESPECÍFICO El peso especifico de los agregados, que expresa también como densidad al sistema Internacional de Unidades, adquiere importancia en la construcción, cuando se requiere que el concreto tenga un peso límite, sea máximo o mínimo. Además, el peso específico es un indicador de calidad, en cuanto que los valores elevados corresponden a materiales de buen comportamiento, mientras que el peso específico bajo generalmente corresponde a agregados absorbentes y débiles, caso en el que es recomendable realizar pruebas adicionales. 6.3.1Peso Específico De Finos Mediante el estudio de esta práctica se evaluara el peso del volumen absoluto de la materia sólida del agregado. Siendo este el factor que se usa para la determinación del volumen que ocupa el agregado y el concreto. Formulas a Utilizar
Donde: Pe: peso específico Ps: peso seco constante Vsss: volumen saturado superficialmente seco
6.3.1Peso Específico De Gruesos Este ensayo presenta la relación peso/volumen, para determinar como se van a seleccionar y manejar los agregados. Esta relación tiene cierta influencia sobre la calidad del cemento.
Donde: Pe: peso específico Ps: peso seco constante Vsss: volumen saturado superficialmente seco
DEFINICIONES BÁSICAS
Agregados
También denominados áridos, inertes o conglomerados son fragmentos o granos que constituyen entre un 70% y 85% del peso de la mezcla, cuyas finalidades específicas son abaratar los costos de la mezcla y dotarla de ciertas características favorables dependiendo de la obra que se quiera ejecutar.
Agregado fino.
El agregado fino es aquel que pasa el cedazo o tamiz 3/8y es retenido en el cedazo numero 200.
Agregado grueso. El agregado grueso es aquel que pasa el cedazo o tamiz 3y es retenido el cedazo numero 4.
Granulometría
Consiste en la distribución del tamaño de los granos. La gradación del material juega un papel muy importante en su uso como componente del concreto ya que afecta la calidad del material. 100
Peso Unitario de los agregados
Este ensayo presenta la relación peso/volumen, para determinar como se van a seleccionar y manejar los agregados. Esta relación tiene cierta influencia sobre la calidad del cemento. P. U = W =>W recipiente . Muestra - V recipiente V recipiente
Peso Unitario Suelto
Es aquel en el que se establece la relación peso/volumen dejando caer libremente desde cierta altura el agregado (5cm aproximadamente), en un recipiente de volumen conocido y estable. Este dato es importante porque permite convertir pesos en volúmenes y viceversa cuando se trabaja con agregados.
Peso Unitario compacto
Este proceso es parecido al del peso unitario suelto, pero compactando el material dentro del molde, este se usa en algunos métodos de diseño de mezcla como lo es el de American Concrete Instituto. Y finalmente para comprobar si la muestra estudiada es un agregado fino idóneo para la preparación de concretos este debe ser por la norma MOP-E-108 mayor o igual al 75 por ciento, esto a lo que respecta con agregado fino y ultra fino 25 por ciento. OBTENCION DE MUESTRAS:
La obtención de muestras es una de las operaciones mas importantes, pues requiere no solo conocimientos de suelos y materiales, sino experiencia para seleccionar el o los sitios donde deberán tomarse las muestras y determinar, además la profundidad a la cual deberá extraerse dichas muestras. La muestra que se extraiga debe ser representativa, es decir, debe ser en lo posible, una fiel representación del material existente en el sitio. Si la obtención de muestras o testigos no ha sido cuidadosamente realizada, se corre el riesgo de que las muestras obtenidas den una idea falsa del terreno de fundación o del material a emplearse. Si las muestras obtenidas no son una fiel representación del material existente en el sitio, los mejores análisis y ensayos de laboratorio serán inútiles y la información que se obtenga de estos ensayos pueden ser mas bien confusa y a veces perjudicial.
CLASES DE MUESTRAS:
En general, las muestras pueden clasificarse "alteradas" e "inalteradas". Como sus nombres indican, muestras alteradas o perturbadas serán aquellas cuya estructura haya sido alterada, y muestras inalteradas o sin perturbar aquellas que prácticamente conservan la misma estructura que la tenía en el sitio donde fueran extraídas. Como es lógico suponer, se tomaran muestras alteradas cuando el material que se analice vaya a ser empleado en la construcción de terraplenes, en la preparación de muestras estabilizadas, etc., es decir, cuando se utiliza como material de construcción. En cambio se obtendrán muestras inalteradas, cuando se necesite conocer las condiciones e estabilidad del terreno como en el estudio de taludes, o cuando se desee conocer la capacidad de soporte del terreno donde se construirá un puente, edificio, etc.
(Imagen de compactación de las piedras chancadas )
Antiguamente se decía que los agregados eran elementos inertes dentro del concreto ya que no intervenían directamente dentro de las reacciones químicas, la tecnología moderna se establece que siendo este material el que mayor porcentaje de participación tendrá dentro de la unidad cúbica de concreto sus propiedades y características diversas influyen en todas las propiedades del concreto. Es muy importante el análisis de los agregados ya que gracias a estas propiedades podremos formar un concreto de características relacionadas con las mencionadas, si el análisis de estas es fallido el concreto que formaremos no tendrá los requerimientos para el cual fue fabricado. Por ello el siguiente informe expone de manera didáctica y comprensiva el procedimiento correcto para el análisis de los agregados y la exposición de los m ismos. Las características físicas y mecánicas de los agregados tienen importancia en la trabajabilidad, consistencia, durabilidad y resistencia del concreto. El objetivo final del ingeniero proyectista es diseñar estructuras seguras, económicas y eficientes. Siendo el concreto un material de construcción de uso extenso debido a sus muchas características favorables, es muy importante que el ingeniero civil
conozca las propiedades de sus componentes para producir un concreto de alta calidad para un determinado proyecto.
7. PROCEDIMIENTOS
7.1 DE LA ARENA 7.1.1por el método de cuarteo seleccionar 1000 gramos de arena en estado natural (p h=1000g) 6.1.2 secarla al muestra a 110 c° aproximadamente durante 24 horas hasta peso constante (p s). 6.1.3 calcular
Remplazando
=0.503gr.
7.1.4luego cubrimos la muestra con n agua durante 18 a 24 horas 7.1.5 colocamos la muestra en una mesa, expandirla y removerla para garantizar u n secado uniforme. 7.1.6 colocar la muestra en molde metálico , apisonando 25 veces. 7.1.7 levantar el molde verticalmente si existe humedad superficial , el cono de agregado fino mantendrá su forma
7.1.8 se sigue revolviendo constante mente y se repite al operación n a intervalos frecuentes hasta que el cono se derrumbe al quitar el molde .En este caso al muestra a alcanzado la condicionde saturado y superficialmente seco (sss) ,pesar 500 gr(p sss) A continuación emplear el siguiente método: METODO: utlixzandi o el frasco graduado de un litro de capacidad 7.1.9 en n frasco de 1L, con 500 cm 3 de a gua , introducir al muestra de 500 gr en condición sss 7.1.10 dejar reposar al muestra por unos 3 min. Y leer e l volumen final del agua (vf ). Calcular : Vsss=vf -500 Remplazando Vsss=885 -500 cm3
Vsss=385cm 3 7.1.11 sacar al muestra del frasco incluida el agua recipiente y secarlo en el horno a 110C0 aproximadamente hasta peso constante (Ps) 7.1.12calculo de resultados
Reemplazando:
g/cm3
Ahora:
Reemplazando:
=-49.74
7.2 dela piedra 7.2.1.- canto rodado 7.2.1.1seleccionar por el método del cuarteo 5000g de piedra en estado natural (PH=5000g) 7.2.1.2llevar la muestra al horno a una tenperatura de 110C 0 hasta peso constante 7.2.1.3 calcular
Remplazando
= 0.280 gr.
7.2.1.4sumergir esta misma muestra en agua durante 18 a 24 horas 7.2.1.5 A continuación se coloca la muestra sobre una mesa y con una franela la vamos secando hasta hacer desaparecer toda molecula de agua visible. Tan pronto se logre esta condición se pesa 1000g (P SSS) 7.2.1.6 inmediatamente se introduce en un frasco de 1l de capacidad, que contiene 500cm 3 de agua. Luego de tres minutos se lee el volumen final (V F)se obtiene: Vsss=vf -500 Remplazando Vsss= 880 - 500cm3 Vsss= 380 cm3
7.2.1.7 seguidamente sacar la muestra del frasco incluida el agua un recipiente y llevarlo al horno para secarlo a una temperatura de 110c 0 hasta peso constante (P S) 7.2.1.8 cálculos e resultados
Reemplazando:
13.121g
Ahora:
Reemplazando:
=1.10gr
7.2.2piedra partida
7.2.2.1seleccionar por el método del cuarteo 5000g de piedra en estado natural (PH=5000g) 7.2.2.2llevar la muestra al horno a una temperatura de 110C 0 hasta peso constante 7.2.2.3 calcular
Remplazando
=0.28078 gr.
7.2.2.4sumergir esta misma muestra en agua durante 18 a 24 horas 7.2.2.5 A continuación se coloca la muestra sobre una mesa y con una franela la vamos secando hasta hacer desaparecer toda película de agua visible. Tan pronto se logre esta condición se pesa 1000g (P SSS) 7.2.2.6 inmediatamente se introduce en un frasco de 1l de capacidad, que contiene 500cm 3 de agua. Luego de tres minutos se lee el volumen final (V F)se obtiene: Vsss =vf -500 Remplazando Vsss = 870 cm3 - 500
cm3
Vsss = 370 cm3 7.2.2.7 seguidamente sacar la muestra del frasco incluida el agua un recipiente y llevarlo al horno para secarlo a una temperatura de 110c 0 hasta peso constante (P S) 7.2.1.8calcilo e resultados
Reemplazando:
13.4864.g/cm3
Ahora:
Reemplazando:
=19.940. g/cm 3
PROCEDIMIENTOS DE LA DETERMIACION DE PESOS UNITARIOS SUELTOS Y COMPACTADOS DE LOS AGREGADOS 7.3 - Peso unitario suelto de la arena. 7.3.-1.- Medir el diámetro y la altura de la briqueta. 7.3.2.-Llenar la briqueta con arena. 7.3.3.- Pesar la briqueta llena de arena (peso de la briqueta = 4810g) Peso del material = peso total – peso del molde. Peso del material = 172.50kg- 94.10 gr Peso del material =78.4gr
Pu suelto =
Pu suelto = Pu suelto = 0.1468388.g. 7.4- peso unitario del canto rodado. 7.4.1.-medir el diámetro y la altura de la briqueta. 7.4.2.- llenar la briqueta con piedras de canto rodado. 7.4.3 .- pesar la briqueta llena con piedras de canto rodado (descontando el peso de la briqueta) Peso de la briqueta =481g Peso del material –peso del molde
Peso del material = 195.10 g -94.10g Peso del material =101 gr
Pu suelto =
Pu suelto = Pu suelto = 0.025.g/ cm3
7.5.-peso unitario de la piedra chancada. 7.5.1.- medir el diámetro y la altura de la briqueta. 7.5.2.- llena r la briqueta con piedra chancada 7.5.3.- pesar la briqueta contenida con piedra chancada (descontar el peso de la briqueta)
Pu suelto =
Pu suelto = Pu suelto = 0.1468388.g/cm3 7.6.2. Peso unitario compactado 7.6.2.1del la arena 7.6.2.1.1en la misma briqueta de volumen hallado (5389.79) y peso determinado (9410g) llenar el material fino añadiendo 25 golpes en tres capas 7.6.2.1.2pesar el material (peso del material compactado + el peso del molde) donde: Peso del material =peso total - peso del molde
Peso del material=19130-9410
Peso del material=9720g 7.6.2.1.3 calculo:
Reemplazando
1.803g
7.6.2.1del canto rodado 7.6.2.1.1en la misma briqueta de volumen hallado (5389.79) y peso determinado (9410g) llenar el material grueso canto rodado añadiendo 25 golpes en tres capas 7.6.2.1.2pesar el material (peso del material compactado + el peso del molde) donde: Peso del material =peso total - peso del molde Peso del material=18920-9410
Peso del material=9510g 7.6.2.1.3 calculo:
Reemplazando
1.76g
7.6.2.1de la piedra chancada 7.3.2.1.1en la misma briqueta de volumen hallado (5389.79) y peso determinado (9410g) llenar el material grueso piedra chancada añadiendo 25 golpes en tres capas 7.6.2.1.2pesar el material (peso del material compactado + el peso del molde) donde: Peso del material =peso total - peso del molde Peso del material=19270-9410
Peso del material=9860g 7.6.2.1.3 calculo:
Reemplazando
1.82g
8. CONCLUSIONES 8.1. El agregado se considera como “seco” cuando se ha mantenido a unatemperatura de 110°C±5°C por suficiente tiempo para remover toda el agua nocombinada 8.2. Cuando se desee trabajar con un agregado debe siempre estudiárselo paraconocer sus propiedades y así obtener una buena muestra. 8.4. El resultado de laboratorio arrojo que la densidad del agregado fino es mayorque el agregado grueso debido a la relación entre masas de los 2 agregados, elagregado fino es proporcionalmente más grande que el agregado grueso debidoque tiene mayor compactación y menos espacio de vacíos, lo cual hace queaumente se densidad. 8.5. La absorción que se presentó en el agregado grueso es buena, ya que nos indica que en el diseño de mezclas, el agregado aportara agua en una mínima dosis, debemos tener en cuenta este porcentaje 8.6. La densidad promedio del agregado fino que nos resultó en el laboratorio estaentre, esto indica que el grado de compactación es menor que en el agregadogrueso, presentando un mejor acomodamiento en las partículas. La saturaciónque se presentó en el agregado fino es muy mínima, esto se nota en el aumentode peso que se observó en el laboratorio
9. BIBLIOGRAFIA TEXTOS
9.1Tópicos de tecnología PASQUELCARBAJAL)
del
concreto
en
el
Perú
(ENRIQUE
9.2 Tecnología del Concreto (VARIOS DEL ACI CAPITULO PERUANO) 9.3 Tecnología del Concreto (ING. FLAVIO ABANTO CASTILLO)
10. ANEXOS
Graduando la balanza para pesar los diferentes materiales
Introduciendo el material (piedra chancada) en la probeta de 1L de capacidad
Introduciendo la muestra (canto rodado) a la probeta de 1L de capacidad
