INFORME Nº 4 BASADO EN LA NTC 77. MÉTODO DE ENSAYO PARA EL ANÁLISIS POR TAMIZADO DE LOS AGREGADOS FINOS Y GRUESOS, LA NTC 176 METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD Y LA ABSORCION DEL AGREGADO GRUESO, LA NTC 237 METODO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD Y LA ABSORCION DEL AGREGADO FINO, Y LA NTC 2 DETERMINACION DE LA MASA UNITARIA Y LOS !ACIOS ENTRE LAS PARTICULAS DE AGREGADOS.
MARIA ALEJANDRA GÓMEZ ROZO Bachiller académico, académico, Estudiante Estudiante de ingeniería civil, Sexto semestre Universidad Industrial de Santander Caracterización Caracterización de materiales I Cód.: !"!#$! ale%ago!&'hotmail.com Bucaramanga, Santander, Santander, Colom(ia
JUAN PABLO QUESADA ALMEYDA Bachiller académico, académico, Estudiante Estudiante de ingeniería civil, Sexto semestre Universidad Industrial de Santander Caracterización Caracterización de materiales I Cód.: !)"*!) %+uesadaalmeida'gmail.com %+uesadaalmeida'gmail.com Bucaramanga, Santander, Santander, Colom(ia
JOHAN SEBASTIAN RODRIGUEZ SANGUINO Bachiller académico, académico, Estudiante Estudiante de ingeniería civil, Sexto semestre Universidad Industrial de Santander Caracterización Caracterización de materiales I Cód.: !"**) se(as-tatan'hotmail.com se(as-tatan'hotmail.com Bucaramanga, Santander, Santander, Colom(ia
NICOLAS GARZÓN PEÑA Bachiller académico, académico, Estudiante Estudiante de ingeniería ingeniería civil, Sé+timo Sé+timo semestre semestre Universidad Industrial de Santander Caracterización Caracterización de materiales I Cód.:!)*!) nicolasgarzon!'hotmail.com Bucaramanga, Santander, Santander, Colom(ia
WILLIAN DAVID VILLAMIZAR PEÑA Bachiller académico, académico, Estudiante Estudiante de ingeniería civil, Sexto semestre Universidad Industrial de Santander Caracterización Caracterización de materiales I Cód.:!)#!$) /illiandavid.villa'outloo0.com Bucaramanga, Santander, Santander, Colom(ia
RESUMEN Este informe describe un análisis granulométrico de agregados finos y gruesos de una muestra de material, así mismo se explica el procedimiento para calcular las propiedades de gravedad específica y peso unitario, de igual manera describe el procedimiento que se lleva a cabo para obtener los resultados. También muestra los cálculos, análisis y conclusiones del ensayo. Los dos ensayos se realizaron siguiendo las indicaciones de la norma T! "", la T! #"$,%&" y la T! '%.
PALABRAS CLA!E" CLA!E" (gregados pétreos, granulometría, densidad, peso unitario.
1. INTRODUCCI#N En el siguiente informe se realizaron los ensayos de )ranulometría *T! ""+, densidades y masas unitarias *T! #"$, T! %&", T! '%+ segn las normas correspondientes. Esto con el fin de lograr una distribuci-n de los tamaos de las partículas que componen los agregados finos y gruesos a través del proceso de tamizado y determinar la absorci-n y densidad del agregado grueso y fino y la masa unitaria.
2. OB$ETI!OS 2.1. /efinir a través del proceso de tamizado la
2.2.
2.%
cantidad de partículas que 0acen parte de los agregados finos y gruesos en cada uno de los tamaos y así mismo determinar el m-dulo de finura de la muestra cuyos granos son más finos. /eterminar las propiedades granulométricas de agregados pétreos fino y grueso, tales como su tamao efectivo, coeficientes de uniformidad y de curvatura. 1allar los parámetros de gravedad específica, real, aparente y aparente 2.2.2, además los pesos unitarios de los agregados, en condici-n 2.2.2 suelta y compactada, así como los porcenta3es de absorci-n y vacíos.
3. MARCO TE#RICO 3.1. A&'(&)*+ -/'(+ Los agregados 4étreos en la ingeniería civil cumplen con dos usos principales5 como materia base para cimientos y pavimentos, y como ingrediente del 0ormig-n de cemento 4ortland y el 0ormig-n asfaltico. El término agregado 0ace referencia a una masa de piedra molida6 grava, arena, etc7 4redominantemente compuesta de partículas indivisibles, pero incluyendo en algunos casos arcillas y sedimentos. El tamao en las partículas más grandes del agregado puede tener un diámetro de #89 mm *$ in+, mientras que las
partículas más pequeas pueden ser de solo entre 8 y #9 micras. Las fuentes principales de agregados se incluyen las canteras de grava y piedra, y los dep-sitos fluviales. Los áridos naturales son resultado de la ruptura de grandes masas de roca. El concreto de cemento 4ortland, entre el $9: y el "8: del volumen y entre el "': y el ;8: del peso, está formado por agregados pétreos. Los (gregados pétreos actan como relleno para reducir la cantidad de cemento en la mezcla. (demás presentan una estabilidad volumétrica mayor que la pasta de cemento. 4or tanto, la maximizaci-n de la cantidad del árido me3ora, 0asta cierto punto la calidad de la mezcla, además de abaratar su precio. En el 0ormig-n asfáltico, los áridos constituyen más del ;9: de volumen y entre el '%: y el '$: de la masa. El cemento asfaltico acta como aglomerante para mantener 3untas las partículas de agregados pétreos. <#=
3.2. G')0+(/') La granulometría describe la distribuci-n de tamaos de las partículas del agregado pétreo. Esta distribuci-n es un atributo importante, los áridos de gran tamao son econ-micamente venta3osos en 0ormig-n de cemento portland y el 0ormig-n asfáltico, ya que tienen menor área superficial y requieren menos aglomerantes. 2e utilizan definiciones para describir el tamao máximo de partículas5 Tamao máximo del agregado5 el tamao del tamiz más pequeo a través del que puede pasar el #99: de las partículas de la masa del árido. Tamao nominal máximo del agregado pétreo5 el tamiz más pequeo que retiene parte de las partículas, generalmente no más del #98. >-dulo de finura5 es una medida de la granulometría de los (gregados finos y se utiliza principalmente en el diseo de mezclas para 0ormig-n de cemento portland. El m-dulo de
finura es igual a la centésima parte de la suma de los porcenta3es de peso acumulado retenido en los tamices de 9.#8 mm6 9.&mm6 9.$ mm6 #.#; mm6 %.&$mm6 ?."8mm6 '.8mm6 #'mm6 &".8mm6 "8mm y #89mm. !uando se determina el m-dulo de finura para finos debe estar comprendido en el rango de %.& a &.#. <#=
3.3. D(05*)* *( )&'(&)*+ -/'(+ Las características del peso@volumen de los agregados pétreos no son un indicador de la calidad del árido, pero sí que son importantes en el diseo de mezclas de 0ormig-n, la densidad, la masa por unidad de volumen, podría utilizarse para cálculos. 1ensidad nominal: la relaci-n entre la masa en el aire de un volumen dado de agregado, incluyendo los poros no saturables, y la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a una temperatura establecida. 1ensidad a+arente5 la relaci-n entre la masa en el aire de un volumen dado de agregado, incluyendo sus poros saturables y no saturables, *pero sin incluir los vacíos entre partículas+ y la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a una temperatura establecida. 1ensidad a+arente 2SSS3: la relaci-n entre la masa en el aire de un volumen dado de agregado, incluyendo la masa del agua dentro de los poros saturables, *después de la inmersi-n en agua durante aproximadamente %? 0+, pero sin incluir los vacíos entre partículas, comparado con la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a una temperatura establecida. <#=
Figura 1 Grano de agregado sumergido en concreto
3.4. A+'580 Los agregados pueden acumular agua y aglomerante en los 0uecos superficiales, 4ero no todos los poros pueden ser llenados con agua y cemento quedando espacios vacíos, la cantidad de agua que absorbe el agregado es importante en el diseo del concreto.
Figura 2 Huecos y absorción de humedad en agregados
La figura % muestra cuatro condiciones de 0umidificaci-n para una partícula de agregado. !ompletamente seco quiere decir que no contiene ninguna 0umedad6 esto requiere secar el agregado al 0orno 0asta que recupere su masa original. !uando el secado esta secado al aire, puede contener algo de 0umedad pero el estado de saturaci-n no está cuantificado. En la condici-n de saturaci-n de superficie seca *22/+, los 0uecos del agregado están llenos de 0umedad pero el área superficial principal de las partículas del mismo esta seca. La absorci-n se define como la 0umedad contenida en la condici-n 22/. Los agregados pétreos 0medos tienen un mayor contenido de 0umedad que la correspondiente a la condici-n 22/. La 0umedad libre la diferencia entre el contenido real de 0umedad del agregado y el contenido de 0umedad correspondiente a la condici-n 22/. <#=
4. MATERIALES
•
(gregado fino (gregado grueso
%. E9UIPO
•
Aalanza Tamices para agregados finos y gruesos. Tamizadora mecánica. Brasco de Le !0atelier.
6. PROCEDIMIENTO 6.1. A&'(&)*+ :50+ ; &'(+ 4ara este ensayo se requirieron #999
6.2. G')<(*)* (-(:5) ; -(+ 05/)'5+ 2e tom- una muestra de agregado fino, para este caso se traba3- con una muestra en condici-n 2.2.2, se le 0izo a prueba del cono, y el material mantuvo la forma de este, así que luego se tomaron & medidas sucesivas de peso para el material suelto, agregándolo en un recipiente metálico cilíndrico, para el material compactado, se fueron agregando & capas de material y apisonándolo con %8 golpes por capa, se promediaron esas tres medidas de peso y se anot- el resultado en el formato, lo mismo se 0izo para el agregado grueso, (l final de la práctica, se calibro el medidor cilíndrico metálico tomando primero el peso del medidor más el vidrio y luego llenándolo con
agua, y de a0í se calcul- el volumen del cilindro metálico. 4ara determinar las gravedades específicas se tom- la medida del peso del picn-metro con agua 0asta la marca, luego se tomaron 899 gramos de muestra de material fino en condici-n 2.2.2, luego se agreg- la muestra en el picn-metro y se le aadi- agua 0asta la marca y se tom- nuevamente su peso, luego se de3secar la muestra al 0orno y se anot- el peso después de secado. 4ara material grueso, se tomaron 8 Cilogramos de muestra, luego calculamos el peso de la malla sumergida en agua, y después con el material y después se tom- el peso de la muestra después de que fue secada en el 0orno. <&=
7. ANÁLISIS DE RESULTADOS 7 .1 A0=55 &')0+/'5+ )&'(&)*+ :50+ FINO 4E2D >E2TF( *g+
TAMIZ
ABER TURA >?
#999
PESO P)'5) >&'?
R(/(05*+ P)'5) >@?
A) *+ >@?
#.&?:
G ?
?."89
#&.?#
#.&?:
G ;
%.&;9
''.%'
'.'&:
G #$
#.#'9
#;&."9
G &9
9.8;'
&8%.$&
G 89
9.%'"
%'#.'9
G #99 9.#89
?8.9'
?.8#:
#&.';
#.?9:
#,999.99
#99:
Bondo 2um a
#;.&" : &8.%$ : %'.#' :
T)) 1.
##.%" : %'.$? : $?.'9 : '?.9' : ';.$9 : #99:
P)) >@? ';.$$ : ;;."& : "9.&$ : &8.#9 : 8.'#: #.?9: 9:
Cu=
CUR!A GRAN ULO METRIC A FINO 100.00%
D60 D10
80.00% 60.00%
PORCENTA$E PASA @
Cu=
40.00% 20.00%
0.98 0.48
, Cu=2.04
0.00% 0.500 5.000
0.050
7.1.4 C+(:55(0/( *( '<)/') >C?
DIAMETRO TAMIZ>?
Cc=
G'=:5) 1.
D 30
2
D 10∗ D 60 2
Cc=
7.1.1 M8*+ *( :50') Mf =
Σ retenido acumulado 100
D 10
0.48
∗0.98
,Cc =0.64
=3.99
7.1.2 T))+ (:(/5<+ !orresponde al
0.55
|
Pérdidamaterial = H 9.?; mm
1000
−996.57
1000
|∗
=0.34
100
7.1.3 C+(:55(0/( *( 05:+'5*)* >C? 4ara 0allar !u y !c debemos 0allar el
D10
,
7 .2 A0=55 &')0+/'5+ )&'(&)*+ :50+
D30 y el D60 . Entonces para el
)FE2D D 10
cortamos la curva
4E2D >E2TF( *Cg+
granulométrica para el #9: que pasa
D 10=0.48 mm
TAMIZ
D 30
# #I%J
Entonces para el
cortamos la curva
granulométrica para el &9: que pasa
D 30=0.55 mm Entonces para el
D60
cortamos la curva
granulométrica para el $9: que pasa
D 60=0.98 mm (0ora se tiene que5
ABERT URA >?
##.9 PESO R(/(05*+
P)) >@?
P(+>&?
>@?
A)* + >@?
&$.#
9.9999
9.99:
9.99:
#J
%$.?
9.98?8
9.89:
&I?J
#'.98
%.&?$&
%#.;&:
";.#":
#I%J
#%."
8.?;;?
"#."%:
%;.%;:
&I;J
'.8&
#.$98%
;$.&#:
#&.$':
G ?
?."8
#.898%
9.89: %#.&& : ?'.;' : #?.8' : #&.$; : 9.99: #99.99 :
#99.99 : ''.89:
Bondo
9.9999 ##.99
T)) 2.
#99.99 : #99:
9.99: 9:
(0ora se tiene que5
CUR!A GR ANULOMETRICA G RUESO
#99.99:
Cu=
;9.99:
D60 D10
$9.99:
PORCENTA$E PASA @ ?9.99:
Cu=
%9.99:
21.5 8.79
, Cu=2.44
9.99:
?9
?
DIAMETRO TAMIZ> ?
7.2.4 C+(:55(0/( *( '<)/') >C? G'=:5) 2. Cc=
D30
2
D 10∗ D60
7.2.1 T))+ =5+ 2
!orresponde al tamiz de
11/ 2 ’ ’
Cc=
H &$.#9 mm
13.18 8.79
∗21.5
, Cc =0.92
7.2.2 T))+ (:(/5<+ !orresponde al
D 10
H ;."' mm
|
7.2.3 C+(:55(0/( *( 05:+'5*)* >C? 4ara 0allar !u y !c debemos 0allar el
Pérdida material = D10
|
−10.82 ∗
11
11
100
=1.64
,
D30 y el D60 . Entonces para el
D 10
cortamos la curva
granulométrica para el #9: que pasa
D 10=8.79 mm
Entonces para el
D 30
cortamos la curva
granulométrica para el &9: que pasa
D30=13.18 mm Entonces para el
D60
cortamos la curva
granulométrica para el $9: que pasa
D 60=21.5 mm
7.3 G')<(*)* (-(:5) ; -(+ 05/)'5+ -)') )&'(&)*+ :50+ GRA!EDAD ESPECFICA (H 4eso del frasco K (gua 0asta la marca en el aire
$8? g
AH 4eso de la muestra en condici-n 2.2.2 en el aire
899 g
!H 4eso de la muestra, Brasco y (gua agregada 0asta la marca, en el aire /H 4eso de la muestra secada al 0orno
'8$ g
?;#.' g
7.3.1 G')<(*)* (-(:5) '()
¿
D =2.679 ( A −C + D )
7.3.2 G')<(*)* (-(:5) )-)'(0/(
¿
D
( A + B−C )
= 2.434
7.3.3 G')<(*)* (-(5:5) )-)'(0/( S.S.S
¿
B = 2.525= E ( A + B−C )
PESO UNITARIO Calibración del medidor
4#H 4eso del medidor K vidrio
&.98$ g
4%H 4eso del medidor K vidrio K (gua
8.;"9 g
!+(0 *( (*5*+' V =
( P 2− P 1 ) 1000
= 0.002814 m
3
7.3.4 P(+ 05/)'5+ *( )&'(&)*+ S.S.S (/+
( Pc − Pm) ( 6.349−2.558 ) = = 7.4 G')<(*)* (-(:5) ; -(+ 05/)'5+ -)')
/atos5
)&'(&)*+ &'(+ 4m H 4eso del medidor vacío
%88; g
4c H 4eso del medidor K material 2.2.2, compactado
$&?' g
4s H 4eso del medidor K material 2.2.2, suelto
$"?; g
GRA!EDAD ESPECFICA
Fecordando que se 0icieron & mediciones para 4c y 4s y se calcul- el promedio
( H 4eso de la muestra en condici-n 2.2.2., en el aire
8999 g
4a H 4eso de sumergida en agua
#"&$ g
4m H 4eso del medidor vacío
%.88$ g
4b H 4eso de la canasta K muestra 2.2.2.,sumergida en agua
?;$9 g
4c H 4eso del medidor K material 2.2.2, compactado
$.''? g
A H 4eso de la muestra en agua H 4b M 4a
&#%? g
4s H 4eso del medidor K material 2.2.2, suelto
$.?;% g
! H 4eso de la muestra secada al 0orno, en el aire
?'$# g
la
canasta,
V
C 4961 = =2.701 C − B 4961− 3124
C A − B
=
4961
5000
−3124
( Ps− Pm) ( 6.482 −2.556 ) ¿ = = 1390.23 V
=2.644
A A − B
=
5000 5000
−3124
0.002824
7.4.6 @ *( )+'580
7.4.3 G')<(*)* (-(5:5) )-)'(0/( S.S.S
¿
0.002824
7.4.% P(+ 05/)'5+ *( )&'(&)*+ S.S.S (/+
7.4.2 G')<(*)* (-(:5) )-)'(0/(
¿
7.4.4 P(+ 05/)'5+ *( )&'(&)*+ S.S.S +-)/)*+
( Pc − Pm) ( 6.994− 2.556) ¿ = =1571.53
7.4.1 G')<(*)* (-(:5) '()
¿
/atos5
¿
( A −C )∗100 ( 5000− 4961 )∗100 = C
4961
=2.665
¿ 0.786
7.4.7 @ *( <)+ PESO UNITARIO
¿ 1−
Calibración del medidor
4#H 4eso del medidor K vidrio
&.9?? g
4%H 4eso del medidor K vidrio K (gua
8.;$; g
¿ 41.04
. CONCLUSIONES
!+(0 *( (*5*+' V =
( P 2− P 1 ) 1000
= 0.002824 m
1571.53 Pesounitario =1− Pesoespecifico 2.665∗1000
3
•
4ara agregado fino
E0 &')0+(/')
2e obtuvo que tiene un m-dulo de finura de &.'' mm y el tamao efectivo de la muestra es de 9.#; mm, además su coeficiente de uniformidad !uH%.9? y que su coeficiente de curvatura !cH9.$?
E0 &')<(*)* (-(:5) ; -(+ 05/)'5+
E0 &')<(*)* (-(:5) ; -(+ 05/)'5+ 2u gravedad específica real es de %."9#, 2u gravedad específica aparente es de %.$??, 2u gravedad específica aparente 2.2.2 es de %.$$8 !omo se us- el mismo medidor para peso unitario, su
2u gravedad específica real es de %.$"', 2u gravedad específica aparente es de %.?&?, 2u gravedad específica aparente 2.2.2 es de %.8%8
NH 9.99%;%? compactadoH
m
3
, su peso unitario 2.2.2
1571.53
Kg
m
0all- su volumen, NH 9.99%;#? unitario 2.2.2 sueltoH
1347.19
¿ 3.756
2.2.2 suelto H
Kg 3
m
1488.98
unitario 2.2.2 compactadoH de absorci-n
3
, su peso , su peso
¿ 0.786
3
m
/espués de calibrar el medidor de peso unitario, se 1390.23
, su peso unitario
Kg 3
m
y su : de vacíos
, su : de absorci-n
¿
41.04 %
Kg 3
m
y su : de vacíos
, su :
¿
. BIBLIOGRAFIA
30.139 %
.1. <#= >(>LD >ic0ael 2, O(PEQ2P •
4ara agregado grueso
E0 &')0+(/') El tamao máximo de la muestra tamiz de diámetro
11/ 2 ’ ’
corresponde al
H &$.#9 mm, y que el
tamao efectivo de las partículas es de ;."' mm, 2u coeficiente de uniformidad es !u H %.?? y el coeficiente de curvatura es !cH9.'%
.2. .3.
Ro0n 4. 4ateriales +ara ingeniería civil . 2egunda edici-n. 4earson Educaci-n 2.(. %99'. >adrid. P2A5 '";@;?@;&%%@8#9@& <%= orma T!@9"" <&= orma T!@#"$, T!@%&", T!@9'%.
