ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería
Contenido
A.
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADO GRUESO Y FINO ............................................ 3
B.
PESO UNITARIO UNITARIO DE AGREGADO GRUESO Y FINO................................................................ 15
C.
PESO ESPECÍFICO DE AGREGADO GRUESO Y FINO ............................................................. 23
1
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería
INTRODUCCIÓN
Los agregados constituyen alrededor del 75% en volumen, de una mezcla típica de concreto. El término agregados comprende las arenas, gravas naturales y la piedra triturada utilizada para preparar morteros y concretos. La limpieza, sanidad, resistencia, forma y tamaño de las partículas son importantes en cualquier tipo de agregado. En nuestro laboratorio nos enfocaremos en esta última, teniendo como propiedad LA GRANULOMETRÍA. La granulometría y el tamaño máximo de los agregados son importantes debido a su efecto en la dosificación, trabajabilidad, economía, porosidad y contracción del concreto. Para la gradación de los agregados se utilizan una serie de tamices que están especificados en la Norma Técnica Peruana NTP 400.037, los cuales se seleccionarán los tamaños y por medio de unos procedimientos hallaremos su módulo de finura, para el agregado fino y el tamaño máximo nominal y absoluto para el agregado grueso.
2
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería
A.
ANÁLISIS
GRANULOMÉTRICO DE AGREGADO GRUESO Y FINO
3
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 1.
OBJETIVO Este método de ensayo tiene por objeto determinar la distribución del tamaño de las partículas de un agregado, que se determina a través del análisis de los tamices (cedazos, cribas) (ASTM C136, NTP 400.012). El tamaño de las partículas del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre con aberturas cuadradas. Los siete tamices normalizados para el agregado fino tienen aberturas que varían de 150 µm a 9.5 mm (Tamiz No.100 a 3⁄8 pulg.) (ASTM C33, NTP 400.037). Mientras que el agregado
grueso se ensaya con 13 tamices estándar, con aberturas que varían de 1.18 mm a 100 mm (0.046 pulg. a 4 pulg.) (ASTM C33, NTP 400.037).
2.
DEFINICIONES Para las definiciones de los términos utilizados en esta norma, se debe referir a la terminología expuesta en la norma NTP 400.011, NTP 400.012, NTP 400.037. 2.1. NTP 400.011: Esta Norma Técnica Peruana establece las definiciones de los agregados para ser usados en la elaboración de morteros y hormigones (concretos) de cemento hidráulico, igualmente establece su clasificación según su composición granulométrica y su densidad de masa. 2.2. NTP 400.012: Establece el método para la determinación de la distribución por tamaño de partículas del agregado fino, grueso, y global por tamizado. Los valores Si deben ser considerados como estándares. 2.3. NTP 400.037: Establece los requisitos de gradación (granulometría) y calidad de los agregados fino y grueso para uso en hormigón (concreto) de peso normal.
3.
USO Y SIGNIFICADO 3.1. Este método se usa principalmente para determinar la granulometría de los materiales propuestos que serán utilizados como agregados. Los resultados se emplean para determinar el cumplimiento de los requerimientos de las especificaciones que son aplicables y para suministrar los datos necesarios para la producción de diferentes agregados y mezclas que contengan agregados. Los datos pueden también servir para el desarrollo de las relaciones referentes a la porosidad y el empaquetamiento. 3.2. La determinación exacta del material que pasa el tamiz de 75 µ m (N o.200) no se puede lograr mediante este ensayo.
4
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 3.3. Agregado fino – Según la norma NTP 400.012 nos establece tres rangos permitidos para el análisis granulométrico, LIMITE TOTAL, C (si se encuentra en este rango la muestra analizada se utiliza para concreto), M (si se encuentra en este rango se utiliza para sentar ladrillo) y F (si se encuentra en este rango se utiliza la muestra para tarrajeado)
TAMIZ
LIMITE TOTAL
C
M
F
3/8
100
100
100
100
100
100
100
100
Nº4
89
100
95
100
85
100
89
100
Nº8
65
100
80
100
65
100
80
100
Nº16
45
100
50
85
45
100
70
100
Nº30
25
100
25
60
25
80
55
100
Nº50
5
70
10
30
5
48
5
70
Nº100
0
12
2
10
0
12
0
12
3.4. Determinar la cantidad en % de diversos tamaños que constituyen el suelo en cuanto al total de al muestras utilizadas. 3.5. Hay muchas razones para que se especifiquen los límites granulométricos y el tamaño máximo nominal de los agregados, pues afectan las proporciones relativas de los agregados, bien como la demanda de agua y de cemento, trabajabilidad, bombeabilidad, economía, porosidad, contracción (retracción) y durabilidad del concreto. 3.6. Las variaciones en la granulometría pueden afectar seriamente la uniformidad del concreto de una mezcla a otra. Las arenas muy finas son normalmente antieconómicas, mientras que arenas y gravas gruesas pueden producir mezclas sin trabajabilidad. 3.7. Los agregados que no tienen una gran deficiencia o exceso de cualquier tamaño y presentan una curva granulométrica suave, producirán los resultados más satisfactorios. 4.
EQUIPOS 4.1. Balanza: Una balanza o báscula con precisión dentro del 0.1% de la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de uso, graduada como mínimo a 0,05 kg. El rango de uso de la balanza es la diferencia entre las masas del molde lleno y vacío.
5
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 4.2. Tamices: Que cumplan con las especificaciones de tamices de la Norma NTP 400.037 y que la malla del tamiz se encuentre montada en un marco sólido de tal manera que se prevenga la pérdida de material durante el tamizado. Se recomiendan tamices que estén montados en marcos más grandes que 203.2 mm (8 pulg) de diámetro para el agregado grueso, y así reducirlas posibilidades de sobrellenado. En su orden se utilizarán los siguientes tamices: tamiz 2",1½", 1", ¾". ½", ¼”, #4 y fondo para el Agregado Grueso; el tamiz #4, #8, #16, #30, #50, #100, #200 y fondo para el Agregado Fino. 4.3. Agitador mecánico de tamices: Un dispositivo mecánico de tamizado, si se usa, que sea capaz de crear movimiento en los tamices y provocar que las partículas reboten, volteen o giren de manera que presenten diferentes orientaciones en la superficie de tamizado. El uso de un agitador mecánico se recomienda cuando la muestra es igual o mayor a 20 Kg, y puede ser usada para muestras pequeñas incluyendo agregado fino. Un tiempo estimado de tamizado (más de 1 minutos aproximadamente). 4.4. Horno: De tamaño adecuado, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110° ± 5°C. 4.5. Equipo adicional: Recipiente metálico, cepillo metálico, guantes, espátula.
5.
MUESTRA 5.1. La muestra que usaremos para nuestros ensayos de granulometría proceden de la cantera de SANJERONIMO ubicado en el Departamento de Junín – Huancayo, la muestra que utilizaremos en nuestro estudio fue extraído de los estratos mas antiguas a los más recientes del cerro, sacando 50 kilos de agregado grueso y fino y haciendo el cuarteado respectivo por cada muestra, donde se eligió del cuarteo el lado A y B. 5.2. Las muestras para el ensayo se obtendrán por medio de cuarteo. El agregado debe estar completamente mezclado antes de cuartearlo y tener la suficiente humedad para evitar la agregación y la pérdida de finos. La muestra para el ensayo debe tener la masa seca aproximada y consistir en una fracción completa de la operación de cuarteo. No está permitido seleccionar la muestra con una masa exacta determinada. Nota. - Donde el análisis de tamizado incluya la determinación de material más fino que 75 m (Tamiz No.200), y ésta sea la única prueba por realizar, el tamaño de la muestra puede ser reducido en el campo evitando el envío de cantidades excesivas de material extra al laboratorio.
6
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 5.3. Agregado fino - Las muestras de agregado fino para el análisis granulométrico, después de mezclarlas y haber cuarteado respectivamente, tomamos una muestra de 500 gr (3 muestras para este ensayo) 5.4. Agregado grueso - Las muestras de agregado grueso para el análisis granulométrico, después de mezclarlas y haber cuarteado respectivamente, tomamos una muestra de 1000 gr (3 muestras para este ensayo) 5.5. La cantidad de muestra que se requiere con agregados de tamaño máximo nominal mayor o igual a 50 mm es tal como para imposibilitar el ensayo, a no ser que se realice con una gran tamizadora mecánica .Sin embargo, la finalidad de éste método de ensayo se puede satisfacer para muestras de agregados con tamaños máximos nominales mayor es de 50 mm, dividiendo la muestra total en varias porciones y tamizándolas por separado, siempre que el criterio de aceptación o rechazo del material esté basado en el valor medio de los resultados de las porciones ensayadas, de modo que la masa de agregado utilizada en cada porción multiplicada por el número de porciones, iguale a la masa mínima para ensayo.
6.
PROCEDIMIENTO 6.1. AGREGADO GRUESO A. Comenzamos obteniendo la muestra representativa del agregado grueso primero tendemos la muestra sobre el piso en forma circular y se desecha dos cuadrantes. B. Pesamos los recipientes metálicos registrando su peso. C. Pesamos el agregado usando el recipiente y vertimos la muestra hasta obtener 1000 gramos que será llevado a la agitadora mecánica. D. Apilamos los tamices en el orden decreciente 2",1½", 1", ¾". ½", 3/8”, #4, fondo y colocamos en la máquina de tamizado, luego vertimos el agregado, tapamos y aseguramos bien la maquina, pasamos a controlar 1 minuto. E. Recogemos la muestra retenida de cada tamiz en los recipientes metálicos. F. Pesamos cada recipiente con la muestra y registramos los valores
7
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 6.2. AGREGADO FINO A. Comenzamos obteniendo la muestra representativa del agregado grueso primero tendemos la muestra sobre el piso en forma circular y se desecha dos cuadrantes. B. Pesamos los recipientes metálicos registrando su peso. C. Pesamos el agregado usando el recipiente y vertimos la muestra hasta obtener 500 gramos que será llevado a la agitadora mecánica. D. Apilamos los tamices en el orden decreciente #4, #8, #16, #30, #50 , #100, #200 y fondo, colocamos en la máquina de tamizado, luego vertimos el agregado, tapamos y aseguramos bien la maquina, pasamos a controlar 1 minuto. E. Recogemos la muestra retenida de cada tamiz en los recipientes metálicos. F. Pesamos cada recipiente con la muestra y registramos los valores
7.
CÁLCULOS 7.1. AGREGADO GRUESO 7.1.1. Al obtener 3 muestras de el agregado sacamos el promedio de las tres para el uso de de el estudio granulométrico.
MUESTRAS TAMIZ
M1
M2
M3
PROM
2"
0.00
0.00
0.00
0.00
1 1/2"
0.00
0.00
0.00
0.00
1"
0.00
0.00
0.00
0.00
3/4"
70.11
87.67
68.75
75.51
1/2"
369.21
307.65
313.01
329.96
3/8"
312.67
276.97
197.35
262.33
Nº4
246.26
322.69
407.86
325.60
FONDO
998.25
994.98
986.97
993.40
8
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 7.1.2. Obtenido el promedio, hallamos el análisis granulométrico.
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO TAMIZ
Peso % Peso Retenido Retenido
% Ret. Acum.
% Pas. Rete
2"
0.00
0.00
0.00
100.00
1 1/2"
0.00
0.00
0.00
100.00
1"
0.00
0.00
0.00
100.00
3/4"
75.51
7.60
7.60
92.40
1/2"
329.96
33.21
40.82
59.18
3/8"
262.33
26.41
67.22
32.78
Nº4
325.60
32.78
100.00
0.00
7.1.3. Obtenido los resultados del análisis, pasamos a desarrollar la curva granulométrica.
K - (3/4" a No4) 120.00
100.00
80.00 MUESTRA 60.00
LI LS
40.00
20.00
0.00 2"
1 1/2"
1"
3/4"
1/2"
3/8"
Nº4
7.2. AGREGADO FINO
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería
7.2.1. Al obtener 3 muestras de el agregado sacamos el promedio de las tres para el uso de de el estudio granulométrico.
MUESTRAS TAMIZ
M1
M2
M3
PROM
3/8
0.00
0.00
0.00
0.00
Nº4
12.02
23.71
18.12
17.95
Nº8
67.85
80.33
83.73
77.30
Nº16
41.43
42.82
44.53
42.93
Nº30
65.53
65.32
63.39
64.75
Nº50
201.23
183.29
185.21
189.91
Nº100
92.76
84.23
87.64
88.21
N*200
14.85
17.21
13.97
15.34
7.2.2. Obtenido el promedio, hallamos el análisis granulométrico.
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO TAMIZ
Peso % Peso Retenido Retenido
% Ret. Acum.
% Pas. Rete
3/8
0.00
0.00
0.00
100.00
Nº4
17.95
3.62
3.62
96.38
Nº8
77.30
15.57
19.19
80.81
Nº16
42.93
8.65
27.84
72.16
Nº30
64.75
13.04
40.88
59.12
Nº50
189.91
38.26
79.14
20.86
Nº100
88.21
17.77
96.91
3.09
N*200
15.34
3.09
100.00
0.00
10
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 7.2.3. Obtenido los resultados del análisis, pasamos a desarrollar la curva granulométrica.
LIMITES TOTALES 100 90 80 70 60
MUESTRA
50
LI
40
LS
30 20 10 0 Nº100
Nº50
Nº30
Nº16
Nº8
Nº4
3/8
C 100 90 80 70 60
MUESTRA
50
LI
40
LS
30 20 10 0 Nº100
Nº50
Nº30
Nº16
Nº8
Nº4
3/8
11
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería
M 100 90 80 70 60
MUESTRA
50
LI
40
LS
30 20 10 0 Nº100
Nº50
Nº30
Nº16
Nº8
Nº4
3/8
F 100 90 80 70 60
MUESTRA
50
LI
40
LS
30 20 10 0 Nº100
Nº50
Nº30
Nº16
Nº8
Nº4
3/8
12
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 8.
CONCLUSIONES 8.1. Con esta práctica nosotros podemos identificar si un suelo tiene una fracción granular gruesa o una fracción granular fina. 8.2. ANALISIS GARNULOMETRICO - GRUESO, podemos concluir que este agregado tiene como D´nmax ¾” eso nos lleva analizar que podemos usar en estructuras no mayor a
el diámetro máximo, para que sea trabajable y no tenga problema en la resistencia del concreto, también podemos observar que según la norma NTP 400.012 se encuentra en los límites de (3/4" a No4). 8.3. ANALISIS GARNULOMETRICO – FINO, podemos concluir que nuestra muestra tiene Modulo de Finura (MF) = 2.68 que está en los rangos permitidos, también analizamos que esta muestra es muy buena ya que cumple para el uso de CONCRETO, SENTADO DE LADRILLO y TARRAJEADO, que está apoyado por la norma NTP 400.012. 8.4. El método del tamizado es relativamente fácil para clasificar las muestras de suelos 8.5. Con el porcentaje de humedad, nos podemos hacer una idea de que tan absorbente puede ser un suelo, y además de que tanto espacio vacío tiene y concluir que mientras más fino es un suelo mayor será la capacidad absorbente por ende será mayor su contenido de humedad 8.6. Podemos predecir el comportamiento del suelo para que una obra de ingeniería se efectué de la mejor manera eficiente y rápida 8.7. Podemos tener una idea de qué tipo de suelo proviene la muestra ya que sabemos que un suelo demasiado fino es perjudicial para una construcción 8.8. Esta práctica es de gran utilidad ya que para un correcto diseño estructural debemos tener una evaluación de las propiedades mecánica del suelo 8.9. El análisis granulométrico al cuál se somete un suelo es de mucha ayuda para la construcción de proyectos, tanto estructuras como carreteras porque con este se puede conocer la permeabilidad y la cohesión del suelo. También el suelo analizado puede ser usado en mezclas de asfalto o concreto 8.10. Gracias a las pruebas obtenidas en el laboratorio podemos hacer un estudio del suelo podemos concluir si cumple los requerimientos para la elaboración del diseño de mezcla y verificar si el suelo puede ser utilizado para la construcción de proyectos.
13
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 9.
RECOMENDACIONES 9.1. Mezclar bien y cuartear como mínimo 3 veces la muestra y extraer todo tipo de material inorgánico ya que podría alterar en el peso de la muestra. 9.2. Ordenar los tamices en forma decreciente tanto para el agregado grueso y fino. 9.3. No sobrellenar el tamiz, use tamices protectores, como la tapa y fondo. 9.4. Antes de pesar los vasos y los recipientes metálicos debe estar completamente seco y limpios. 9.5. Para el uso de la tamizadora mecánica debemos de dejarlo más de 1 minuto para que una buna retención granulométrica. 9.6. Se debe tener en cuenta de no mezclar las partículas ya tamizadas 9.7. Tener en cuenta de retirar de la balanza todo residuo anterior para que no altere las mediciones próximas 9.8. Para poder realizar con mayor eficacia el laboratorio debería haber la cantidad suficientes de materiales para que todos los grupos trabajen al mismo tiempo, así el laboratorio tiende a realizarse con mayor seriedad ya que todos estarán trabajando
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería
B.
PESO UNITARIO DE AGREGADO GRUESO Y FINO
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 2.1.
PESO UNITARIO: AGREGADO FINO 2.1.1. OBJETIVO Determinaremos el peso unitario del agregado fino 2.1.2. MATERIALES A. B. C. D. E. F.
Balde metálico (Briqueta) Varilla liso Balanza Bandeja Palita Agregado fino
2.1.3. MARCO TEÓRICO
2.2.
DEFINICIONES BÁSICAS 2.2.1. 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. Que tienen la función de relleno, esqueleto, resistencia a la compresión y desgaste, controlar en la variación del volumen del concreto. 2.2.2. AGREGADO FINO: Se define como agregado fino a aquel proveniente de la desintegración natural o artificial, que pasa en tamiz 9.5 mm (3/8II) y es retenido en el tamiz número 200, que cumple con los límites establecidos en la norma. El agregado fino puede consistir de arena natural o manufacturada, o una combinación de ambas. Sus partículas serán limpias, de perfiles preferentemente angulares, duros, compactos y resistentes. 2.2.3. PESO UNITARIO: Este ensayo presenta la relación peso/volumen, para determinar cómo se van a seleccionar y manejar los agregados. Esta relación tiene cierta influencia sobre la calidad del cemento. 2.2.4. PESO UNITARIO SUELTO: Es aquel en el que se establece la relación peso/volumen dejando caer libremente desde cierta altura el agregado (10cm 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.
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 2.2.5. PESO UNITARIO COMPACTO: Este proceso es parecido al del peso unitario suelto, pero compactando el material dentro del molde con la varilla de cabeza roma 25 veces en forma helicoidal de esta manera se compacta en tres o más capas.
2.3.
ENSAYOS 2.3.1. PUS ( PESO UNITARIO SUELTO)
DATOS 1. PESO RECIPIENTE METALICO(BRIQUETA) (A),Kg 2.PESO RECIPIENTE + PESO MUESTRA (B),Kg 3.PESO MUESTRA ( C= B-A),Kg 4.VOLUMEN BALDE (D),m3
PUS AGREGADO FINO M1 M2
M3
PROM
4.912
4.912
4.912
4.9118
14.118
14.115
14.119
14.117
9.2062 9.2032 0.00556 0.00556 RESULTADOS PUS=1655.969 Kg/m3
9.2072 0.00556
9.2055 0.00556
CÁLCULOS
Dónde: C: Peso muestra suelta, Kg D: volumen del balde, m 3
2.3.2. PUC ( PESO UNITARIO COMPACTADO)
DATOS 1. PESO RECIPIENTE METALICO( Briqueta) (A),Kg 2.PESO RECIPIENTE + PESO MUESTRA (B),Kg 3.PESO MUESTRA ( C= B-A),Kg 4.VOLUMEN BALDE (D),m3
PUC AGREGADO FINO M1 M2
M3
PROM
4.912
4.912
4.912
4.912
14.720
14.717
14.718
14.718
9.8082 9.8052 0.00556 0.00556 RESULTADOS PUC= 1764.082 Kg/m3
9.8062 0.00556
9.8065 0.00556
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería CÁLCULOS
Dónde: C: Peso muestra compactada, Kg D: volumen del balde metálico, m 3 2.4.
PROCEDIMIENTO 2.4.1. PROCEDIMIENTO PESO UNITARIO SUELTO (PUS) A.
El agregado fino se deberá cuartear y escoger las partes opuestas para ser llenado en el balde metálico.
B.
El balde metálico se debe llenar con un badilejo hasta rebosar, descargando el agregado fino desde una altura 10cm por encima de la parte superior del balde metálico. Se deberán tomar precauciones para impedir en lo posible la segregación de las partículas. El agregado sobrante se desechará.
C.
Con la varilla de cabeza roma se enlazara la parte superior del balde metálico.
D.
El balde metálico con la muestra se llevara a la balanza para determinar su peso neto.
E.
Luego se obtendrá el peso unitario suelto del agregado fino.
2.4.2. PROCEDIMIENTO PESO UNITARIO COMPACTADO (PUC) A.
El agregado fino se deberá cuartear y escoger las partes opuestas para ser llenado en el balde metálico.
B.
Utilizando la varilla liso de cabeza roma de 60cm de longitud se llenará la tercera parte del recipiente y se nivelara la superficie. Se compactará el agregado con la varilla, mediante 25 golpes distribuidos uniformemente sobre la superficie en forma helicoidal. Se llenara hasta las dos terceras partes del balde metálico y de nuevo se compactara con 25 golpes en forma helicoidal atravesando solo 1 pulgada a la primera tercera parte. Luego se llenara el recipiente hasta rebosar, golpeando 25 veces con la varilla en forma helicoidal atravesando solo 1pulgada a las dos terceras partes. Enlaza con la varilla la parte superior del balde metálico.
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería
2.5.
C.
El balde metálico con la muestra se llevara a la balanza para determinar su peso.
D.
Luego se obtendrá el peso unitario compactado del agregado fino.
PESO UNITARIO: AGREGADO GRUESO 2.5.1. OBJETIVO Determinaremos el peso unitario del agregado grueso. 2.5.2. MATERIALES A. B. C. D. E. F.
2.6.
Balde metálico Varilla liso Balanza Bandeja Cucharon Agregado grueso
MARCO TEÓRICO 2.6.1. DEFINICIONES BÁSICAS A.
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. Que tienen la función de relleno, esqueleto, resistencia a la compresión y desgaste, controlar en la variación del volumen del concreto.
B.
AGREGADO GRUESO: El agregado grueso es aquel que pasa el tamiz 3 pulg y es retenido el cedazo número 4. El agregado grueso podrá consistir de grava natural o triturada, piedra partida, o agregado metálico o artificial. Sus partículas serán limpias, de perfil preferentemente angular o semiangular, duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa.
C.
PESO UNITARIO: Este ensayo presenta la relación peso/volumen, para determinar cómo se van a seleccionar y manejar los agregados. Esta relación tiene cierta influencia sobre la calidad del cemento.
19
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería
2.7.
D.
PESO UNITARIO SUELTO: Es aquel en el que se establece la relación peso/volumen dejando caer libremente desde cierta altura el agregado (10cm 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.
E.
PESO UNITARIO COMPACTO: Este proceso es parecido al del peso unitario suelto, pero compactando el material dentro del molde con la varilla de cabeza roma 25 veces en forma helicoidal de esta manera se compacta en tres o más capas.
ENSAYOS 2.7.1. PUS (PESO UNITARIO SUELTO)
DATOS 1. PESO RECIPIENTE METALICO( BRIQUETA) (A),Kg 2.PESO RECIPIENTE + PESO MUESTRA (B),Kg 3.PESO MUESTRA ( C= B-A),Kg 4.VOLUMEN BALDE (D),m3
PUS AGREGADO GRUESO M1 M2
M3
PROM
4.903
4.903
4.903
4.903
14.245
14.238
14.254
14.246
9.342 9.335 0.00556 0.00556 RESULTADOS PUS=1680.638 Kg/m3
9.351 0.00556
9.3427 0.00556
CÁLCULOS
Dónde: C: Peso muestra suelta, Kg D: volumen del balde, m 3
20
ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 2.7.2. PUC ( PESO UNITARIO COMPACTADO) PUC (AGREGADO GRUESO) M1 M2
DATOS 1. PESO RECIPIENTE METALICO( BRIQUETA) (A),Kg 2.PESO RECIPIENTE + PESO MUESTRA (B),Kg 3.PESO MUESTRA ( C= B-A),Kg 4.VOLUMEN BALDE (D),m3
M3
PROM
4.903
4.903
4.903
4.903
14.568
14.564
14.578
14.570
9.665 9.661 0.00556 0.00556 RESULTADOS PUC= 1738.982 Kg/m3
9.675 0.00556
9.667 0.00556
CÁLCULOS
Dónde: C: Peso muestra compactada, Kg D: volumen del balde, m 3 2.8.
PROCEDIMIENTO 2.8.1. PROCEDIMIENTO PESO UNITARIO SUELTO (PUS) A.
El agregado grueso se deberá cuartear y escoger las partes opuestas para ser llenado en el balde metálico.
B.
El balde metálico se debe llenar con un badilejo hasta rebosar, descargando el agregado grueso desde una altura 10cm por encima de la parte superior del balde metálico. Se deberán tomar precauciones para impedir en lo posible la segregación de las partículas. El agregado sobrante se desechará.
C.
Con la varilla de cabeza roma se enlazara la parte superior del balde metálico.
D.
El balde metálico con la muestra se llevara a la balanza para determinar su peso neto.
E.
Luego se obtendrá el peso unitario suelto del agregado grueso.
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 2.8.2. PROCEDIMIENTO PESO UNITARIO COMPACTADO (PUC) A.
El agregado grueso se deberá cuartear y escoger las partes opuestas para ser llenado en el balde metálico.
B.
Utilizando la varilla liso de cabeza roma de 60cm de longitud se llenará la tercera parte del recipiente y se nivelara la superficie. Se compactará el agregado grueso con la varilla, mediante 25 golpes distribuidos uniformemente sobre la superficie en forma helicoidal. Se llenara hasta las dos terceras partes del balde metálico y de nuevo se compactara con 25 golpes en forma helicoidal atravesando solo 1 pulgada a la primera tercera parte. Luego se llenara el recipiente hasta rebosar, golpeando 25 veces con la varilla en forma helicoidal atravesando solo 1pulgada a las dos terceras partes. enlaza con la varilla la parte superior del balde metálico.
C.
El balde metálico con la muestra se llevara a la balanza para determinar su peso.
D.
Luego se obtendrá el peso unitario compactado del agregado grueso.
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería
C.
PESO ESPECÍFICO DE AGREGADO GRUESO Y FINO
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 3.1.
OBJETIVOS
3.2.
Calcular la densidad y absorción de una cierta muestra de agregado (fino y grueso) para saber si cumple los requerimientos para la elaboración del diseño de mezcla. Establecer el tipo de agregado (fino y grueso) para la elaboración de un buen diseño de mezcla. Conocer la importancia y cómo influye la densidad y absorción que tienen los agregados en una mezcla de concreto.
ABSORCION DE LOS AGREGADOS Es el incremento en la masa del agregado debido al agua en los poros del material, pero sin incluir el agua adherida a la superficie exterior de las partículas, expresado como un porcentaje de la masa seca. El agregado se considera como "seco" cuando se ha mantenido a una temperatura de 110°C ± 5°C por suficiente tiempo para remover toda el agua no combinada. 3.2.1. NORMAS PARA LOS AGREGADOS:
3.3.
Peso específico y absorción del agregado grueso ASTM C127 Peso específico y absorción del agregado fino ASTM C128
REQUISITOS DE USO PARA EL AGREGADOS: 3.3.1. AGREGADO GRUESO
Las partículas deben estar libres de tierra, polvo, limo, humus, escamas, materia orgánica, sales u otras sustancias dañinas. El agregado grueso deberá estar conformado por partículas limpias, de perfil preferentemente angular o semiangular, duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa. Se recomienda que las sustancias dañinas no excedan los porcentajes máximos siguientes: 1. Partículas deleznables: 5% 2. Material más fino que la malla #200: 1% 3. Carbón y lignito: 0.5%
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 3.3.2. AGREGADO FINO
El agregado fino será arena natural. Sus partículas serán limpias, de perfil preferentemente angular, duro, compacto y resistente. El agregado fino deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, exquisitos, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales u otras sustancias perjudiciales Se recomienda que las sustancias dañinas no excedan los porcentajes máximos siguientes: 1. 2.
3.4.
Partículas deleznables: 3% Material más fino que la malla #200: 5%
EQUIPOS Y MATERIALES -Balanza electrónica -Probeta -Horno -Bandeja -Cono -Pisón -Canastilla -Balde de plástico -Franela -Taras
3.5.
PROCEDIMIENTO: 3.5.1. AGREGADO GRUESO: 3.5.1.1. Porcentaje de Absorción:
Se coge una muestra de agregado grueso la cual se procede a realizar el cuarteo realizando tres veces este procedimiento. Esa muestra seleccionada se zarandea con la malla Nº04 y lo retenido (según la norma ASTM) corresponde al agregado grueso adecuado y que se utilizará para el ensayo.
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería
Ahora tomamos una muestra, el cual se procede a lavarla hasta que el agua alcance una transparencia (lo que indica que se elimina la suciedad contenida) y luego se deja sumergida en agua durante 24 horas. Una vez lavada la muestra del agregado grueso, dejamos hasta al siguiente día en el laboratorio. Entonces al día siguiente saturado la muestra, coger el recipiente del agregado. Ahora tomar sólo un parte de la muestra y la otra será eliminada. Debido a las partículas grandes del agregado sólo es necesario secarla con una franela o trapo. Así obtendremos la muestra parcialmente seca. Una vez secada (parcialmente seca) se procede a pesar la muestra secada con la balanza de estabilidad. No sin antes tarar la balanza. Luego anotar dicho valor. Después traer un balde repleto de agua y se fija con un pavilo por la base de la balanza. Luego, se introduce una canastilla con la muestra dentro y se sumerge en el balde. Anotar el valor que se obtiene. Finalmente, colocar la muestra de la canastilla en un recipiente. La cual será llevada al horno a una temperatura de 110°C durante 24 horas. Después de haber pasado las 24 horas, sacar la muestra y pesarla. Tomar los respectivos datos y calcular los resultados para el porcentaje de absorción. Por último teniendo todos los datos, podremos así obtener el porcentaje de absorción y el contenido de humedad
3.5.2. AGREGADO FINO: 3.5.2.1. Porcentaje de Absorción:
Ahora primero se coge una muestra del material obtenido, la cual se procede a realizar el cuarteo realizando tres veces este procedimiento. Enseguida empezamos zarandear entre la malla Nº04 y Nº200 (obtener el agregado fino correcto y adecuado). Considerando que el material que atraviesa la malla Nº 200 no es apta para la elaboración de Concreto, y ésta se eliminará. Ahora de igual manera que el agregado procedemos a lavar el agregado fino, con ayuda de una manguera de tal manera que al lavar el agua contenido en la arena se vea transparente (esto para sacar el polvo adherido a la tierra).
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3.6.
Una vez de haber lavado el agregado fino, procedemos a coger un balde con agua y agregamos hasta el tope al recipiente con la muestra contenida (Esto se realiza para que la muestra quede totalmente saturada). Y dejarla sumergida por 24 horas. Además las piedras deberán estar extendidas, para que se saturen (absorción) el agua. Al siguiente día o después de 24 horas, luego de que la muestra este totalmente saturada por un día, se coge la mitad de la muestra saturada (agregado) y se procede a secarla con la ayuda de una cocina eléctrica hasta que el agregado quede superficialmente seco. Una vez calentado el agregado, realizamos un pequeño ensayo del conito de absorción, introducimos la muestra en el molde cónico, luego apisona unas 25 veces dejando caer el pisón desde una altura aproximada de 1cm. Todo esto para corroborar si el material se encuentra superficialmente seco. Posteriormente se nivela y si al quitar el molde la muestra se deja caer a lo mucho 1/3 de la muestra, es porque ha alcanzado la condición requerida y no existe humedad libre, de lo contrario se sigue secando y se repite el proceso hasta que se cumpla con la condición. Después pesamos una muestra de 500 gramos del agregado y echarla a la probeta. Debemos mover, mezclar el agua con el agregado para que toda el agua entre y no quede espacio alguno, es decir eliminar todas las burbujas de aire posible. Después de esto llevar la muestra al horno por espacio de 24 horas. Para terminar, por último se lleva la muestra de agregado fino (después de 24 horas) a una balanza, después de haber reposado 2 horas y se anota los apuntes necesarios para realizar el cálculo del porcentaje de absorción y del peso especifico del agregado.
CALCULOS: 3.6.1. PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO: Norma: ASTM C-127-59 Muestra: Agregado Grueso Procedencia: Material situado en las canteras de San Jerónimo
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería A. Peso de la muestra secada al horno: B. Peso de la muestra saturada con superficie seca: C. Peso de la muestra saturada dentro del agua:
A = 498.6 gr. B = 500 gr. C = 250.8 gr.
3.6.2. Peso específico de masa: 498.6
A B
C
500
250.8
2.0008 g / cm3
3.6.3. Peso específico de masa saturado superficialmente seco: 500
B B
C
500
250.8
2.0064 g / cm3
3.6.4. Peso específico aparente: 498.6
A A C
498.6
250.8
2.0121 gr / cm
3
3.6.5. Porcentaje de Absorción: B A
A
x100
500
498.6
498.6
x100
0.28%
3.7. PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO: Norma: ASTM C-128.59 Muestra: Agregado Fino Procedencia: Material obtenido de las canteras de San Jerónimo A. Peso de la muestra sss B. Peso de la muestra secada al horno C. Volumen
A = 500 gr. B = 486 gr. C = 192 cm3
3.7.1. Peso específico de masa: 486
B C
192
2.5313 gr / cm
3
3.7.2. Porcentaje de Absorción: A B
A
x100
500
486
486
x100
2.88%
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ANALISIS GRANULOMETRICO Tecnología del Concreto Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería 3.8.
CONCLUSIONES: 3.8.1. Realizar análisis completos de la calidad de los agregados ya que se ha determinado 3.8.2. 3.8.3. El agregado se considera como "seco" cuando se ha mantenido a una temperatura de 110°C ± 5°C por suficiente tiempo para remover toda el agua no combinada. 3.8.4. Cuando se desee trabajar con un agregado debe siempre estudiárselo para conocer sus propiedades y así obtener una buena muestra. 3.8.5. El resultado de laboratorio arrojó que la densidad del agregado fino es mayor que el agregado grueso debido a la relación entre masas de los dos agregados. El agregado fino es proporcionalmente más grande que el agregado grueso debido a que tiene una mayor compactación y menos espacio de vacíos, lo cual hace que aumente su densidad. 3.8.6. La absorción que se presentó en el agregado grueso es buena, ya que nos indica que en el diseño de mezclas, el agregado aportará agua en una mínima dosis; debemos tener en cuenta este porcentaje. 3.8.7. La densidad promedio del agregado fino que nos resultó en el laboratorio está entre. Esto indica que el grado de compactación es menor que en el agregado grueso, presentando un mejor acomodamiento en las partículas. La saturación que se presentó en el agregado fino es muy mínima, esto se nota en el aumento de peso que se observó en el laboratorio.
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