Informe de La Granulometria UPeU

FACULTAD: INGENIERIA Y ARQUITECTURA EAP.: INGENIERIA CIVIL

INFOREME DE LAB. DE CONCRETO GRANULOMETRIA

DOCENTE: ARACA CHILE, MOISES ESUDIANTE:  CHAVEZ ALARCON, Hitler N.  MAMANI MAMANI, Nelson  ESPIRITU DE LA CRUZ, Yulitza  CICLO: V GRUPO: “A” Juliaca 22 de octubre de 2015

Tabla de contenido INTRODUCCION.............................................................................................................2 1

OBJETIVOS..............................................................................................................3

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL

2

1.1

Objetivos generales:............................................................................................3

1.2

Objetivos específicos:.........................................................................................3

MARCO TEÓRICO...................................................................................................4 2.1

Granulometría del agregado................................................................................4

2.2

Granulometría Continua.:...................................................................................4

2.3

Granulometría Discontinua:................................................................................4

2.4

El agregado grueso..............................................................................................5

2.4.1

Tamaño máximo (TM):...............................................................................5

2.4.2

Tamaño Máximo Nominal (TMN)..............................................................5

2.4.3

Ejemplo de cálculo de Módulo de finura del agregado grueso...................5

2.4.4

Gradación del agregado grueso según la NTP 400.037...............................6

2.5

Agregado fino:....................................................................................................8

2.5.1

Gradación del agregado grueso según la NTP 400.037.............................10

3

MATERIALES UTILIZADOS...............................................................................10

4

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS.............................................................................10

5

PROCEDIMIENTO RECOMENDADO.................................................................11

6

PRESENTACIÓN DE DATOS...............................................................................12

7

MEMORIAL DE CÁLCULO.................................................................................13

8

ANALISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS........................................20

CONCLUSIONES:..........................................................................................................21 RECOMENDACIONES.................................................................................................21 BIBLIOGRAFIA.............................................................................................................22 ANEXOS.........................................................................................................................22

1


INTRODUCCION

El presente informe tiene como propósito determinar cuantitativamente la distribución de los tamaños de las partículas de agregados gruesos y finos del agregado, por medio de tamices de abertura cuadrada progresivamente decreciente pues es de vital importancia su investigación ya que con los resultados obtenidos, 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 Los agregados son cualquier sustancia solida o partículas (masa de materiales casi siempre pétreos) añadidas intencionalmente al concreto que ocupan un espacio rodeado por pasta de cemento, de tal forma, que en combinación con ésta proporciona resistencia mecánica al mortero o concreto en estado endurecido y controla los cambios volumétricos durante el fraguado del cemento. Los agregados ocupan entre 59% y 76% del volumen total del concreto. Están constituidos por la parte fina (arena) y la parte gruesa (grava o piedra triturada). Además, 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. Ahora, 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.

2

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OBJETIVOS

1.1

Objetivos generales:

Investigar la variación de la calidad de los agregados gruesos y finos para concreto, asimismo, determinar si la granulometría de los agregados (finos, grueso) se encuentra dentro de los parámetros establecidos en la norma NTP 400.011, para un diseño de mezcla adecuado. 1.2

Objetivos específicos:     

2 2.1

Calcular el módulo de finura para agregados finos. Calcular tamaño máximo y tamaño máximo nominal para agregados gruesos. Calcular el módulo de finura del agregado grueso Determinar si los agregados son óptimos para la elaboración de concreto a través la curva granulométrica. Determinar los requisitos granulométricos del agregado grueso NTP 400. 037

MARCO TEÓRICO Granulometría del agregado

El ensayo de granulometría de los agregados es de verás importancia para el diseño del concreto debido a la relevante influencia de los agregados en la resistencia del mismo. Con lo dicho anteriormente se resalta que para diseñar un concreto que suplan las necesidades o requerimientos es menester controlar nuestra variable agregados. Entre los agregados existe una relación granulométrica (agregados finos y gruesos) junto a la pasta de

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UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL cemento, esta mezcla tiene que ser proporcional a las densidades del concreto a diseñar. Ahora, según sea el cuidado y control de la granulometría de los agregados así será los resultados de resistencia y durabilidad de la obra a edificar. Además, existen normas que rigen los rangos granulométricos óptimos a utilizar en una mezcla de concreto, por lo tanto en los estudios de agregados es completamente importante regirse a la norma Se dice también que es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por análisis de tamices, según la norma de “Método de prueba estándar por el Análisis del tamiz de agregados finos y gruesos C 136” (ASTM), y la norma técnica peruana 400.011 y 400.037. El método de determinación granulométrico es hacer pasar las partículas por una serie de mallas de distintos anchos de entramada (a modo de coladores) que actúan como filtros de los granos que se llama comúnmente columna de tamices. 2.2

Granulometría Continua.: Se puede observar luego de un análisis granulométrico, si la masa de agrupados contiene todos los tamaños de grano, desde el mayor hasta el más pequeño, si así ocurre se tiene una curva granulométrica continua.

2.3

Granulometría Discontinua: Al contrario de lo anterior, se tiene una granulometría discontinua cuando hay ciertos tamaños de grano intermedios que faltan o que han sido reducidos a eliminados artificialmente.

2.4

El agregado grueso

2.4.1

Tamaño máximo (TM):

Se define como la abertura del menor tamiz por el cual pasa el 100% de la muestra. 2.4.2

Tamaño Máximo Nominal (TMN)

El tamaño máximo nominal es otro parámetro que se deriva del análisis granulométrico y está definido como el siguiente tamiz que le sigue en abertura (mayor) a aquel cuyo porcentaje retenido acumulado es del l5% o más. La mayoría de los especificadores granulométricos se dan en función del tamaño máximo nominal y comúnmente se estipula de tal manera que el agregado cumpla con los siguientes requisitos: 2.4.3

Ejemplo de cálculo de Módulo de finura del agregado grueso

El módulo de finura, también llamado modulo granulométrico por algunos autores, no es un índice de granulometría, ya que un número infinito de tamizados da el mismo valor para el módulo de finura. 4

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL Sin embargo, da una idea del grosor o finura del agregado, por este motivo se prefiere manejar el termino de Modulo de Finura. El módulo de finura se calcula sumando los porcentajes retenidos acumulados en los tamices estándar (nombrados más abajo) y dividiendo la suma entre 100. Cambios significativos en la granulometría de la arena tienen una repercusión importante en la demanda de agua y, en consecuencia, en la trabajabilidad del hormigón, por lo que si hubiese una variación significativa en la granulometría de la arena deben hacerse ajustes en el contenido de cemento y agua para conservar la resistencia del hormigón. Para no tener que recalcular la dosificación del hormigón el módulo de finura del agregado fino, entre envíos sucesivos, no debe variar en más de ±0.2. Por ejemplo si se utiliza los tamices: N°. 100. N° 50, N°. 30, N°. 16, N°, 8, N°. 4, ⅜”, ¾”, 1½”, 3” y de 6” Y el módulo de finura será:

A continuación se presenta un ejemplo de gradación y cálculo del módulo de finura, para un agregado grueso. Ejemplo del Cálculo del módulo de finura para un agregado grueso:

Fig. N° 01: Los valores de M.F. para el agregado grueso dependen del tamaño máximo del agregado 2.4.4

Gradación del agregado grueso según la NTP 400.037 TAMAÑO MAXIMO NOMINAL

9.5(3/8) 12.5(1/2) 19(3/4)

CANDIDAD DE LA MUESTRA DE ENSAYO MINIMO KG(LB) 1(2) 2(4) 5(11)

5

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL 25(1) 37.5(1 1/2) 50(2) 63(2 1/2) 75(3) 90(3 1/2) 100(4) 125(5)

10(22) 15(33) 20(44) 35(77) 60(130) 100(220) 150(330) 300(660)

Tabla N°01: la cantidad de muestra de ensayo del agregado grueso será de 5 Kg lo cual el tamaño máximo nominal es de ¾. Pero hay un detalle que no se puede pasar por alto, y es que el TM del agregado grueso es de 1 1/2, por lo cual el primer tamiz que contiene el porcentaje retenido acumulado es el de 1”, por lo tanto vendría a ser el TMN. REQUISITOS GRANULOMETRICOS DEL AGREGADO GRUESO NTP 400. 037

USO

TAMAÑO MAX. NOMINA

PORCENTAJE QUE 2 3" 2" 1/2" 25 a ----60 10 90 a 35 a 0 100 70 90 a 100 100 95 a 100 100

MM.

PULG.

4"

90 mm. A 37.5 mm 83 mm a 37.5 mm 50mm a 25.0 mm 50mm a 4.47mm 37.5 mm a 19.0mm 37.5 mm a 4.75mm 25.0 mm a 12.5mm 25.0 mm a 9.5mm 25.0mm a 4.75mm 19.0 mm. A 9.5 mm. 19.0 mm a 4.75mm 12.5 a 4.75 mm

3 1/2" a 1 1/2" 3 1/2" a 1 1/2"

10 0

3 1/2" 90 a 100

---

---

2" a 1"

---

---

2" a N°4

---

---

---

---

100

---

---

100

1" a 1/2"

---

---

1" a 3/8"

---

---

1" a N°4

---

---

---

---

---

---

---

---

8

9.5mm a 2.36 mm

3/8" a N° 8

---

---

89

9.5 mm a 1.18mm

3/8" a 1.18mm

---

---

9

4.75mm a 1.18mm

N° 4 a N° 16

---

---

1 2 3

357 4

467 5

56

57 6

67 7

1 1/2" a 1/4" 1 1/2" a 4"

3/4" a 3/8" 3/4" a N°4 1/2" a N°4

PASA POR LOS TAMICES NORMALIZADOS 1 N° N° 1" 3/4" 1/2" 3/8" 1/2" 4 8 0a 0a ----------15 15 0a --0a5 --------15 35 a 0 a 0a --------70 15 15 35 10 a 0a ---------a70 30 5 90 a 20 a 0a 0a5 ------100 55 5 95 a 35 a 10 a 0 a ------100 70 30 5 90 a 20 a 0a 0a 100 --100 55 10 5 90 a 40 a 10 0a 0a 100 --100 85 a40 15 5 95 a 25 a 0a 0a 100 ----100 60 10 5 90 a 20 a 0a 0a 100 --100 55 15 5 90 a 20 a 0 a 0 a 100 --100 55 10 5 90 a 40 a 0 a 0 a 100 100 70 15 5 10 85 a 0a 100 a 100 10 30 25 90 a 5a 100 a 100 30 55 85 10 100 a a 100 40

6

N°1 6

N° 50

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

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---

0a 5

---

0a 10

0a 5

0a 10

0a 5

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL Tabla N°02: Como se vio en la tabla N°01, se trabajara con el HUSO 57, ya que el tamaño máximo nominal es de 1”, hasta el tamiz N°4.

Los tamices que se deben seleccionar para el HUSO 57, son 1”, 1/2”, N°4, N°8, por los cuales estos servirán para que este dentro de los límites del HUSO Granulométrico Del Agregado Grueso. MALLA 1 1/2" (37.5) 1" (25) 1/2" (12.5) N°4(4.75) N°8(2.36)

PORCENTAJE QUE PASA 100 95 a 100 25 a 60 0 a 10 0a5

Tabla N° 03: Límites del HUSO Granulométrico Del Agregado Grueso 2.5

Agregado fino:

La granulometría más deseable para el agregado fino depende del tipo de obra, si la mezcla es rica y del tamaño máximo del agregado grueso. En mezclas más pobres, o cuando se usan agregados gruesos de pequeñas dimensiones, es conveniente, para que se logre una buena trabajabilidad, que la granulometría se aproxime al porcentaje máximo recomendado que pasa por cada tamiz. En general, si se mantiene constante la relación aguacemento y se elige correctamente la relación agregado fino-agregado grueso, se puede usar un amplio rango de granulometrías, sin efectos considerables sobre la resistencia. Sin embargo, algunas veces, se logrará la mayor economía con el ajuste de la mezcla de concreto para que se adapte a la granulometría de los agregados locales. La granulometría de los agregados finos de acuerdo con las normas ASTM C 33 y la NTP 400. 037, es generalmente satisfactoria para la mayoría de los concretos. Los límites de estas normas, con respecto a la granulometría se enseñan en la Tabla.

7

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL Tabla N°3: Límites granulométricos del Agregado Fino El MF es un índice de finura del agregado – cuanto mayor el MF, más grueso es el agregado. Agregados con granulometrías diferentes pueden tener el mismo MF. El MF de los agregados finos es útil para estimar las proporciones de agregados fino y grueso en el concreto. Un ejemplo de cómo se determina el MF del agregado fino (de un análisis granulométrico asumido) se presenta en la Tabla La degradación del agregado fino debido al rozamiento y a la abrasión decrece el MF y aumenta la cantidad de materiales más finos que 75 µm (No. 200).

Tabla N°04. Determinación del Módulo de Finura de Agregados Finos Cálculo del módulo de finura para un agregado fino:

Fig. N°05: Los valores de M.F. de 2.50 a 3 son normales para el agregado fino.

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Gradación del agregado grueso según la NTP 400.037

Fig. N° 06: Agregado fino de tamices normalizados.

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3 MATERIALES UTILIZADOS

AGREGADOS Agregado grueso y fino proveniente de cantera que fueron separados por medio del tamiz N°4

AGUA POTABE Agua potable para realizar el lavado del agregado.

4 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

Balanza Una balanza que marque con una precisión de 0.1% de la carga de ensayo Recipientes en cualquier punto dentro del rango de Recipientes resistentes hechos de arcilla uso.

Juego de tamices

Agitador mecánico

Tamices que cumplen con la NTP Impartirá 350.001

un

movimiento

vertical

o

movimiento lateral al tamiz, causando que las partículas tiendan a soltar y girar presentando así diferentes orientaciones a la superficie del tamizado.

10


Horno

Cucharon metálico

Horno con una temperatura uniforme de Deberá ser de tamaño conveniente. 110 °C y que varié de hasta 5°C

Bandejas metálicas

5

Cámara digital

PROCEDIMIENTO RECOMENDADO

Obtener una muestra representativa del agregado según la norma.

Secar la muestra a peso constante a una temperatura de 110 °C ± 5°C

11


Pesar la muestra con una aproximación al 0.1% en masa de acuerdo a lo indicado en la tabla N°01. En el caso de agregado fino la cantidad de muestra deberá ser mayor a la mínima.

Después del pesado el material se lava hasta lograr que el agua sea cristalina, esto se hace con ayuda del tamiz N° 16 y N° 200, para evitar la pérdida del material en este proceso de lavado.

El material lavado se lleva nuevamente al horno por un tiempo de 24 horas, Con la muestra limpia se procede a temperatura de 110 °C ± 5°C. realizar el tamizado, usando los tamices Posteriormente se pes la muestra seca y que se indican en la guía de laboratorio, limpia. colocados en orden decreciente según el tamaño de sus aberturas.

12


Se procede a colocar la muestra sobre la malla superior y mediante el empleo de una tamizadora o manualmente se tamiza

Se procede a retirar cada tamiz y pesar el material retenido verificando el peso total corresponda al peso inicial.

la muestra por un tiempo entre uno a dos minutos (no se debe forzar el paso de una partícula con la mano).

Si existe diferencia en el peso total obtenido luego del zarandeo ya sea agregado fino o grueso se procede a corregir dicho peso distribuyendo la diferencia (W. inicial – W .final) entre los tamices utilizados. Esto se puede hacer de dos formas:  

Repartiendo equitativamente la diferencia total de pesos obtenidos. Repartiendo en función al peso retenido en cada tamiz, es decir ponderando los pesos.

6 PRESENTACIÓN DE DATOS

AGREGADO GRUESO

TAMIZ

ABERTUR A

PESO RETENIDO

PESO COMPENSA DO

%RETENI DO PARCIAL

13

%RETENID O %QUE PASA ACUMULA DO

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL 3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" N°4 FONDO TOTAL

76.1 53.8 50.8 37.5 25 19 12.5 9.5 4.75

305 752 1535 899 1383 80 4954

305.2 752.2 1535.2 899.2 1383.2 80.0 4955.0

6.159 15.181 30.983 18.147 27.915 1.615 100.000

6.159 21.340 52.323 70.470 98.385 100.000

100 93.841 78.660 47.677 29.530 1.615 0.000

Tabla N° 04: Datos y resultados obtenidos mediante el cálculo con respecto al agregado grueso AGREGADO FINO

TAMIZ

3/8" N°4 N°8 N°16 N°30 N°50 N°100 N°200 FONDO TOTAL

ABERTUR A

9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075

PESO RETENIDO

0 3.14 118.28 61.77 47.70 41.88 13.85 3.30 0.43 290.35

PESO COMPENSADO

%RETENI DO PARCIAL

3.23 118.37 61.86 47.79 41.97 13.94 3.39 0.43 291

1.111 40.678 21.259 16.424 14.424 4.791 1.166 0.148 100

%RETENID O %QUE ACUMULA PASA DO

1.111 41.789 63.048 79.471 93.895 98.686 99.852 100.00

100 98.889 58.211 36.952 20.529 6.105 1.314 0.148 0.000

Tabla N° 05: Datos y resultados obtenidos mediante el cálculo con respecto al agregado fino

7

MEMORIAL DE CÁLCULO

MÓDULO DE FINURA DEL AGREGADO GRUESO:

Según la tabla N° 03 se especifica según el HUSO 57 lo cual se seleccionara los tamices 1" (25), 1/2" (12.5), N°4(4.75), y se obviara el tamiz N°8(2.36). Los datos se tomaran de porcentaje retenido acumulado 14

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL 8 +16 +30 +50 +100 )} over {100} 6.159+52.323+98.385+tamices N ° ¿ Mf . AG=¿ Mf . AG=6.56 9

MODULO DE FINEZA DEL AGREGADO FINO:

El módulo de finura para el agregado fino será la sumatoria de los porcentajes retenidos acumulados, sin contar el fondo que queda como sobrante, divididos entre 100 Mf . Af =

1.111+ 41.789+63.048+79.471+93.895+ 98.686+99.852 100

Mf . Af =4.78

CALCULOS PARA EL AGREGADO GRUESO

Se comenzó por realizar la sumatoria del peso retenido que fue de 4954 gr, se hizo la diferencia entre el peso lavado que es de 4955 y se tuvo un margen de error de pérdida de peso en 1gr. perdida de peso=4955−4954=1 gr A esta cifra se dividió entre la cantidad de tamices que retuvieron las partículas de agregado grueso. 1 promedioentre perdida de peso y cantidad de tamices= =0.2 5 Esta cifra resultante se tuvo que sumar a cada peso retenido, obteniendo los siguientes resultados:

TAMIZ

ABERTUR A

1 1/2"

37.5

1"

25

PESO RETENIDO

305+ 2 =

15

PESO COMPENSA DO

305.2


3/4"

19

1/2"

12.5

3/8"

9.5

N°4 FONDO TOTAL

4.75

752+ 2 = 1535+ 2 = 899+ 2 = 1383 + 2 = 80 4954.0

752.2 1535.2 899.2 1383.2 80.0 4955.0

Tabla N° 06: peso compensado Para el porcentaje retenido parcial se hizo lo siguiente: TAMIZ

1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" N°4 FONDO TOTAL

ABERTUR A

37.5 25 19 12.5 9.5 4.75

PESO RETENIDO

PESO COMPENSA DO

%RETENI DO PARCIAL

305.0 752.0 1535.0 899.0 1383.0 80.0 4954.0

305.2 752.2 1535.2 899.2 1383.2 80.0 4955.0

6.159 15.181 30.983 18.147 27.915 1.615 100.000

Tabla N° 07: porcentaje retenido parcial

∗100=6.159 ( 305.2 4955 )

Retenido parcial=

∗100=15.181 ( 752.2 4955 )

Retenido parcial=

∗100=30.983 ( 1535.2 4955 )

Retenido parcial=

16

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL Para el porcentaje retenido acumulado se hizo lo siguiente:

TAMIZ

ABERTUR A

3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" N°4 FONDO TOTAL

76.1 53.8 50.8 37.5 25 19 12.5 9.5 4.75

PESO RETENIDO

PESO COMPENSA DO

%RETENI DO PARCIAL

305.0 752.0 1535.0 899.0 1383.0 80.0 4954.0

305.2 752.2 1535.2 899.2 1383.2 80.0 4955.0

6.159 15.181 30.983 18.147 27.915 1.615 100.000

Tabla N° 08: porcentaje retenido acumulado Retenido acumulado=6.159+15.181=21.340 Retenido acumulado=21.340+30.983=52.323

Finalmente el porcentaje que pasa: %RETENI DO PARCIAL

%QUE PASA

100 93.841 78.660 47.677 29.530 1.615 0.000

6.159 15.181 30.983 18.147 27.915 1.615 100.000

Tabla N° 09: porcentaje que pasa

que pasa=100−6.159=93.841

que pasa=93.841−15.181=78.660 17

%RETENID O ACUMULA DO

6.159 21.340 52.323 70.470 98.385 100.000

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL que pasa=78.660−30.983=47.677 PARA EL AGREGADO FINO:

Se comenzó por realizar la sumatoria del peso retenido que fue de 290.35gr, se hizo la diferencia entre el peso lavado inicial que es de 291 y se tuvo un margen de error de pérdida de peso en 0.65 gr. perdida de peso=291−290.35=0.65

A esta cifra se dividió entre la cantidad de tamices que retuvieron las partículas de agregado grueso. promedioentre perdida de peso y cantidad de tamices=

0.65 =0.092857143 7

Esta cifra resultante se tuvo que sumar a cada peso retenido, obteniendo los siguientes resultados: TAMIZ


ABERTURA

9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075

PESO RETENIDO

PESO COMPENSADO

0 3.14+0.0928 = 118.28+0.0928 = 61.77+0.0928 = 47.70+0.0928 = 41.88+0.0928 = 13.85+0.0928 = 3.30+0.0928 = 0.43 290.35

3.23 118.37 61.86 47.79 41.97 13.94 3.39 0.43 291

Tabla N° 09: Peso compensado

Para el porcentaje retenido parcial se hizo lo siguiente: 18


TAMIZ


ABERTURA

PESO RETENIDO

PESO COMPENSADO

%RETENIDO PARCIAL

0 3.14 118.28 61.77 47.70 41.88 13.85 3.30 0.43 290.35

3.23 118.37 61.86 47.79 41.97 13.94 3.39 0.43 291

1.111 40.678 21.259 16.424 14.424 4.791 1.166 0.148 100

9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075

Tabla N° 10: Porcentaje retenido parcial ∗100=1.111 ( 3.23 291 )

Retenido parcial=

∗100=40.678 ( 118.37 291 )

Retenido parcial=

Para el porcentaje retenido acumulado se hizo lo siguiente: TAMIZ


ABERTURA

9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075

PESO RETENIDO

PESO COMPENSADO

%RETENIDO PARCIAL

%RETENIDO ACUMULADO

0 3.14 118.28 61.77 47.70 41.88 13.85 3.30 0.43 290.35

3.23 118.37 61.86 47.79 41.97 13.94 3.39 0.43 291

1.111 40.678 21.259 16.424 14.424 4.791 1.166 0.148 100

1.111 41.789 63.048 79.471 93.895 98.686 99.852 100.00

Tabla N° 11: porcentaje retenido acumulado Retenido acumulado=1.111+ 40.678=41.789 Retenido acumulado=41.789+21.259=63.04

19

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL Finalmente el porcentaje que pasa: %RETENI DO PARCIAL

%QUE PASA 100 98.889 58.211 36.952 20.529 6.105 1.314 0.148 0

1.111 40.678 21.259 16.424 14.424 4.791 1.166 0.148 100

Tabla N° 12: Porcentaje que pasa que pasa=100−1.111=98.889

que pasa=98.889−40.678=58.211

CURVA GRANULOMETRICA DE ARENA FINA 100 % 90 % 80 %

Curva Granulomertrica

LIMITE SUPERIOR

LIMITE INFERIOR

Curva Granulomertrica

LIMITE SUPERIOR

LIMITE INFERIOR

70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0%

Grafica N°01: curva granulométrica correspondiente al agregado fino

20


100 % CURVA 80 %GRANULOMETRI CA DE ARENA GRUESA 60 % 40 %LIMITE SUPERIOR 20 % LIMITE 0% INFERIOR 10 2.5 20 5 1.25

Grafica N°02: curva granulométrica correspondiente al agregado fino 8

ANALISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

Módulo de Finura: El análisis granulométrico del agregado fino se complementa calculando su módulo de finura, que es igual a la centésima parte de la suma de los porcentajes retenidos acumulados en cada una de las mallas de la serie estándar. De ordinario se considera que la arena presenta un módulo de finura no adecuado para la fabricación de concreto, debido a que no entra ni siquiera al menor rango establecido (módulo de finura tolerable) en la tabla 4 que va desde 2.70 a 3.50. La norma da a conocer que las sustancias dañinas, no excederán los porcentajes máximos siguientes: Agregado grueso: Partículas deleznables 5%, material más fino que la malla No. 200, 1 %, carbón y lignito, 0,5%”. Es decir en nuestro platillo no debe haber más del 5%, cumple nuestra muestra ya que el resultado fue de 0.04%. La norma ASTM especifica la granulometría de los agregados gruesos en series granulométricas. Estas series, no constituyen curvas rigurosas, sino que definen zonas o franjas granulométricas, con límites amplios. En otras palabras, Los agregados gruesos deben cumplir con las gradaciones establecidas en la siguiente tabla N°1. La elección de una serie granulométrica debe efectuarse de acuerdo con el tamaño nominal del agregado, en nuestra muestra los tamaños máximo nominales van desde el tamiz de 1” hasta el N°4, es por eso que se escoge el HUSO que se da en el cuadro de gradación según la norma NTP 400.037 y la ASTM 57. De allí se seleccionó los tamices que sirvieron para realizar los parámetros de límite superior e inferior para el agregado grueso y para el agregado fino existe un cuadro de la que delimita los parámetros que se debe tener en cuenta para que la curva granulométrica tenga un límite superior e inferior.

21

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL CONCLUSIONES: Las características de los materiales son de gran importancia cuando se va a elaborar concreto, la calidad de este depende en gran medida de la selección y estudio de los ensayos correspondientes de los agregados es muy importante que los agregados sean de un mismo lote o cantera ya que de esa manera tendremos un diseño con mejores resultados y teniendo en consideración que no tengas partículas extrañas, pues si sucede esto estaría distorsionando los resultados del diseño de mezcla. La granulometría del agregado grueso y fino cumple con los requisitos establecidos en la NTP 400.037. Módulo de fineza del agregado fino es de

2.221 estando casi dentro del rango de 2,3 y 3,1 que indica la NTP

400.011. Módulo de fineza del agregado grueso es de

6.56 9 lo cual está estando dentro del rango que indica la NTP

400.011.

22


RECOMENDACIONES

 Se recomienda utilizar correctamente los equipos y describir con mucho criterio hasta el último detalle, pues la importancia de un buen resultado influye en la forma en que se manipulan los instrumentos y/o equipos de laboratorio.  Guiarse por las normas NTP y ASTM, garantizan que el producto de nuestro trabajo sea confiable.  Es indispensable que un ingeniero y/o estudiante de ingeniería civil conozca el procedimiento de estos ensayos.  El procedimiento del ensayo debe ser el adecuado, sino los resultados que estos nos arrojen puede ser errados.

BIBLIOGRAFIA ✓ TÓPICOS DE TECNOLOGÍA DEL CONCRETO EN EL PERÚ (1993). Enrique Pasquel Carbajal. COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ. ✓ DISEÑO Y CONTROL DE MEZCLAS DEL CONCRETO (2004). Steven H. Kosmatka, Beatrix Kerkhoff, William C. Panarese, y Jussara Tanesi. Portland Cement Association. ✓ ICG. (2010). INSTITUTO DE LA CONSTRUCCIÓN Y GERENCIA 2da. EDICIÓN FONDO EDITORIAL ICG. LIMA – PERÚ. ✓ MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN (2011). Isidro Alberto Pilares. COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ.

ANEXOS

23


Fig. N° 07: imagen del agregado fino

Fig. N° 08: el agregado fino siendo pesado en la balanza de precisión

24


Fig. N° 09: El agregado fino siendo lavado para su posterior cálculo de peso lavado seco

Fig. N° 10: imagen donde se aprecia el tamizado mecanico

25


UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P: Ingeniería Civil

Una institución adventista

INFORME DE PRÁCTICAS “Peso unitario y porcentaje de vacíos del agregado grueso y fino”

Informe presentado en cumplimiento del trabajo encargado de la asignatura de tecnología del concreto (Laboratorio)

Autor Estudiante: Nelson Mamani Mamani

Docente: Ing. Elmer Isai Ticona Cutipa

26

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL Juliaca, 15 de octubre del 2015

Contenido INTRODUCCION.............................................................................................................2 1

OBJETIVOS..............................................................................................................3 1.1

Objetivos generales.............................................................................................3

1.2

Objetivos específicos..........................................................................................3

2

NORMATIVA............................................................................................................4

3

MARCO TEORICO...................................................................................................5 3.1

Peso unitario.......................................................................................................5

3.2

Peso Unitario Suelo (PUS).................................................................................6

3.3

Peso Unitario Compactado (PUC)......................................................................6

3.4

Importancia y aplicación del ensayo...................................................................7

4

MATERIALES A UTILIZAR....................................................................................7

5

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS...............................................................................7

6

PROCEDIMIENTO RECOMENDADO...................................................................8 6.1

Procedimiento para agregado suelto:..................................................................8

6.2

Procedimiento para agregado compactado:........................................................8

7

PRESENTACIÓN DE DATOS:.................................................................................9

8

MEMORIAL DE CÁLCULO:.................................................................................11

9

ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS.........................................15

CONCLUSIONES...........................................................................................................15 RECOMENDACIONES.................................................................................................16 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................16 ANEXOS.........................................................................................................................17

27

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL INTRODUCCION

En el presente informe tiene como propósito de mostrar la

importancia, procedimientos y cálculos que

corresponden al tema del peso unitario suelto - peso unitario compacto y porcentaje de vacíos de los agregados, mediante la realización de un ensayo, el cual se define como la relación entre el peso de una muestra de agregado compuesta de varias partículas y el volumen que ocupan están dentro de un recipiente de volumen conocido; así mismo el peso unitario compacto de los agregados mencionados anteriormente. Para este ensayo nos apoyaremos de las siguientes normas: NTP 400.017, ASTM C-29, MTC E203 siguiendo los parámetros e indicativos de la misma. Además, el ejercicio de la experiencia de laboratorio nos permite obtener el suficiente conocimiento para realizar valoraciones de implementación o extracción de los agregados, estos se implementaran en canteras, laboratorios u obras civiles. Y también, conoceremos como calcular el volumen de la probeta usando como elemento el agua, sacando el volumen en m3 para así obtener unos resultados más exactos. El peso unitario de un agregado debe ser conocido para seleccionar las proporciones adecuadas en el diseño de mezclas de concreto El peso unitario de agregado, está definido como el peso de la muestra (gramos), sobre su volumen (cm3). Si se tiene una figura regular de muestra, se puede hallar su volumen con las medidas de esta figura, y por geometría, sacar el volumen de suelo que hay. Si por el contrario, no se cuenta de una figura geométrica pareja, se debe llevar a otros métodos, por medio de los cuales con el desplazamiento de agua, al meter este suelo en un estanque llena de esta, se puede llegar a calcular el volumen de la muestra. Con este método, se debe tener en cuenta de que al suelo no del debe entrar agua a su interior, porque de lo contrario, estaríamos alterando los resultados.

9

9.1

OBJETIVOS.

Objetivos generales.

Desarrollar el tema que corresponde al estudio del Peso Unitario Suelto (PUS) y el Peso Unitario Compactado (PUC) del agregado fino (arena gruesa) y agregado grueso, según los parámetros establecidos por la NTP 400.017 o ASTM C-29, para desarrollar un diseño de mezcla adecuado

28


9.2

Objetivos específicos.    

Determinar el Peso Unitario Suelto (PUS). Determinar Peso Unitario Compactado (PUC) Determinar el porcentaje de vacíos que se presenta en cada ensayo Relacionar con los datos obtenidos y su posterior calculo con los parámetros establecidos.

10 NORMATIVA Las siguientes normas contienen disposiciones que al ser citadas en este texto constituyen requisitos de esta NTP. 

NTP 400.017:1999.AGREGADOS. Método de ensayo para determinar el peso unitario del agregado.

29

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL Fig. N° 01: imagen donde se muestra las normas que permite verificar los parámetros. En este caso del peso unitario.

Fig. N° 02: Parámetros establecidos en la NTP 400.017.

11 MARCO TEORICO.

11.1 Peso unitario Por definición, el peso unitario, es la relación de la masa del agregado que ocupa un volumen patrón unitario entre la magnitud de éste, incluyendo el volumen de vacíos propio del agregado, que ha de ir a ocupar parte de este volumen unitario patrón. El peso específico unitario, tiene idéntica definición al peso unitario simplemente, es decir, peso dividido por el volumen, pero la diferencia fundamental con el peso específico, es que el volumen es el aparente, es decir este volumen incluye los vacíos ínter granulares, el peso no difiere. El peso específico unitario, es el peso de la muestra sobre un volumen definido del molde, viene a ser a la vez una constante de cada material, que sirve para transformar pesos a volúmenes o viceversa, principalmente en la dosificación de hormigones. Existen dos valores para el peso unitario de un material granular, dependiendo del sistema que se emplee para acomodar el material; la denominación que se le dará a cada uno de ellos será: Peso Unitario Suelto y Peso Unitario Compactado En general el peso unitario está determinado por: a) b) c) d) e)

Graduación Forma Textura Peso específico Contenido de humedad 30

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL f) Compacidad de la masa (suelto o en varillado). El peso unitario es una de las características distintivas, que se utilizan para clasificar a los agregados. Se clasifican dependiendo del peso unitario seco (γb) en condición suelta y seca en:

La gravedad específica también conocida como densidad relativa, se define como la relación entre el peso unitario de una sustancia y el peso unitario del agua. Es una medida de la densidad del agregado y es de suma utilidad para clasificarlos, como también para el diseño de mezclas.    

Gravedad específica absoluta (Ga) Gravedad específica aparente (GS Gravedad específica bruta seca (GBS) Gravedad específica saturada superficie seca (GBSS).

11.2 Peso Unitario Suelo (PUS). Se denomina PUS cuando para determinarla se coloca el material seco suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y a continuación se nivela a ras una carilla. El concepto PUS es importante cuando se trata de manejo, transporte y almacenamiento de los agregados debido a que estos se hacen en estado suelto.

11.3 Peso Unitario Compactado (PUC). Se denomina PUC cuando los granos han sido sometidos a compactación incrementando así el grado de acomodamiento de las partículas de agregado y por lo tanto el valor de la masa unitaria. El PUC es importante desde el punto de vista diseño de mezclas ya que con él se determina el volumen absoluto de los agregados por cuanto estos van a estar sometidos a una compactación durante el proceso de colocación de agregado.

31


Fig. N° 03: método del compactado por capas 11.4 Importancia y aplicación del ensayo. Este procedimiento es frecuentemente utilizado para determinar los valores de peso unitario que son necesarios para utilizarse en muchos métodos de selccion de las proporciones para mezclas de concreto. El peso unitario también puede ser utilizado para determinar las relaciones de masa/volumen necesarias para hacer las conversiones en acuerdos de contrato. Se incluye un procedimiento para el cálculo del porcentaje de vacíos entre las partículas de agregado basándose en el peso unitario determinado por este método de ensayo. A partir del peso unitario compactado se determina los volúmenes absolutos de agregado en el diseño dentro de la masa de agregado. Respecto al peso suelto es importante para el manejo, transporte y almacenamiento de los agregados porque todos estos procesos se hacen con material suelto.

32


12 MATERIALES A UTILIZAR

Agregado Fino: seleccionados por el Agregado grueso: seleccionados por el tamiz N°4

tamiz N°4, para el cálculo de la cantidad requerida por la cual se utilizara, para el abastecimiento de la capacidad del recipiente que esta dado en pie3, el tamaño máximo nominal con el que se trabajo es de 1”, por lo cual estaría dado en un volumen proporcional a 0.333 pie3, que ingresara al recipiente.

Agua

potable

universidad.

apoyado

por

la

Alcohol y fosforo

33

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL 13 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS.

Balanzas

Recipiente

Para el agregado fino, con aproximación Será de volumen conocido, metálico, de 0.1 gr y exacta a 0.1 gr. Para el cilíndrico preferentemente provisto con agregado grueso o agregado global, con agarraderas, a prueba de agua, con fondo aproximación y exacta a 0.5 gr o 0.1 gr y de la masa de la muestra.

borde

superior

pulida,

plana

suficientemente rígida.

Varilla De acero, cilíndrica de 16 mm (5/8) de diámetro,

con

una

longitud

de

aproximación de 600 mm. Un extremo Cucharon metálico debe ser semiesférico y de 8 mm de radio Debe ser de tamaño conveniente. (5/16).

Bandeja

Brocha

Deberán ser de metal.

Deberá ser de tamaño mediano de 3”

34

y

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL 14 PROCEDIMIENTO RECOMENDADO. 14.1 Procedimiento para agregado suelto:

Secar la muestra del agregado a un paso El tamaño de la muestra debe ser esencialmente aproximadamente del 125 al 200 % de la

constante

a

una

temperatura de 110 °C ± 5 °C.

cantidad requerida para llenar el molde, y debe ser manipulada de tal forma que evite la segregación

Llenar el recipiente en tres niveles hasta Nivele la superficie de los áridos con rebalsar con una pala o cucharon, dedos o con una regla metálica de manera descargando los áridos desde una altura que las proyecciones de las piezas que no exceda las 2 pulgadas (50mm) grandes de los áridos gruesos rellenen sobre

la

recipiente.

parte Evitar

superior al

desde

máximo

el equilibradamente

los

espacios

más

la grandes que aparecen bajo la superficie

segregación de las partículas de la del recipiente. muestra.

35


Determinar la masa del recipiente en su contenido y la masa del recipiente solo.

14.2 Procedimiento para agregado compactado:

Secar la muestra del agregado a un paso El tamaño de la muestra debe ser esencialmente aproximadamente del 125 al 200 % de la

constante

a

temperatura de 110 °C ± 5 °C.

cantidad requerida para llenar el molde, y debe ser manipulada de tal forma que evite la segregación.

Llenar un tercio del recipiente y nivelar 36

una


la superficie con los dedos.

Apisonar la capa de los áridos con 25 golpes con el pistón, distribuidos en forma pareja sobre la superficie.

Llenar el segundo tercio del recipiente y Finalmente llenar hasta que rebalse y apisonar. nuevamente nivelar.

Nivelar la superficie con los dedos o con una regla metálica de manera que las partículas más grandes de los áridos gruesos rellenen equilibradamente los espacios

vacíos

más

aparezcan en la superficie.

grandes

que

Al apisonar la primera capa, no se debe hacerlo de forma violenta, al apisonar la segunda o tercera capa, realizarlo con una fuerza normal, pero sin que el pistón atraviese la capa anterior de los áridos.

37


Determinar la masa del recipiente en su contenido, y la masa del recipiente solo, y anotar los valores aproximados a los 0.1 lb (0.05 kg) más cercana.

15 PRESENTACIÓN DE DATOS: Los cuadros que se muestran para cada peso unitario suelto y compactado en el agregado grueso y fino, ya fueron resueltos en este ítem, por lo cual el procedimiento que se realizó para obtener los resultados se mostrara en el memorial del cálculo.

PESO UNITARIO SUELTO DEL AGREGADO FINO

N° de ensayo Peso del molde Vol. De molde Peso molde + muestra Peso muestra Peso unitario suelto Peso unitario suelto promedio

1 6539 5301.44 15342 8803 1.660

2 6539 5301.44 15442 8903 1.679

3 6539 5301.44 15370 8831 1.666

1.669

Tabla N°01: datos y cálculos del P.U.S-A.F

PESO UNITARIO COMPACTO DEL AGREGADO FINO


1 6539 5301.44 15908 9369 1.767

2 6539 5301.44 16038 9499 1.792 1.768

Tabla N°02: datos y cálculos del P.U.C-A.F

38

3 6539 5301.44 15786 9247 1.744


PESO UNITARIO SUELTO DEL AGREGADO GRUESO


1 6539 5301.44 16401 9862 1.860

2 6539 5301.44 16362 9823 1.853

3 6539 5301.44 16398 9859 1.860

1.858

Tabla N°03: datos y cálculos del P.U.S-A.G

PESO UNITARIO COMPACTO DEL AGREGADO GRUESO


1 6539 5301.44 16990 10451 1.971

2 6539 5301.44 16830 10291 1.941 1.943

Tabla N°04: datos y cálculos del P.U.C-A.G

16 MEMORIAL DE CÁLCULO: Formula a emplear para el cálculo del peso unitario suelto

Wrecipiente W suelto P .U . S= ¿ ¿ Donde: 39

3 6539 5301.44 16703 10164 1.917

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL P.U.S= Peso unitario suelto. (Kg) W suelto: Peso de muestra suelta (Kg) V recipiente: Volumen de recipiente (m3) Fórmula para emplear en el cálculo del peso unitario compactado:

Wrecipiente W compactado P .U . C= ¿ ¿

Donde: P.U.C= Peso unitario compactado. (Kg) W suelto: Peso de muestra compactada (Kg) V recipiente: Volumen de recipiente (m3)

Volumen del recipiente:

Radio del recipiente cilíndrico: 7.5 cm Altura del recipiente: 30 cm V =π∗( 7.5 )2∗( 30 ) V =5301.44 m3

Para el P.U.S del agregado fino, Tabla N°01:

Ensayo N°1 40


P .U . S=

8803 =1.660 5301.44

Ensayo N°2 P .U . S=

8903 =1.679 5301.44


8831 =1.666 5301.44

Promedio de peso unitario suelto del agregado fino

P .U . S . promedio=

1.660+1.679+1.666 =1.669 3

Para el P.U.C del agregado fino, Tabla N° 02:


9369 =1.767 5301.44


9499 =1.792 5301.44

41

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL Ensayo N°3 P .U . S=

9247 =1.744 5301.44



1.767+1.792+1.744 =1.768 3

Para el P.U.S del agregado grueso, Tabla N° 03: Ensayo N°1 P .U . S=

9862 =1.860 5301.44


9823 =1.853 5301.44 Ensayo N°3

P .U . S=

9859 =1.860 5301.44



1.860+1.853+1.860 =1.858 3

42


Para el P.U.C del agregado grueso, Tabla N° 04: N° de ensayo Peso del molde Vol. De molde Peso molde + muestra Peso muestra Peso unitario suelto Peso unitario suelto promedio

1 6539 5301.44 16990 10451 1.971

2 6539 5301.44 16830 10291 1.941 1.943


10451 =1.971 5301.44


10291 =1.941 5301.44 Ensayo N°3

P .U . S=

10164 =1.917 5301.44


43

3 6539 5301.44 16703 10164 1.917



1.971+ 1.941+1.917 =1.943 3

17 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS. Se puede mencionar que el peso unitario es una propiedad física de gran importancia en la dosificación de los agregados. Los pesos unitarios sueltos y compactos nos permitirán a desarrollar un mejor diseño de mezcla. Concluimos que los pesos compactados son mayores a los pesos sueltos, porque ingresa mucho más material y es compactado helicoidalmente para uniformizar el material.

En el agregado fino y grueso, el peso unitario suelto A.F, varía entre

1.669 kg/m3 y del peso unitario suelto

A.G, que es de 1.858 kg/m3 disminuyendo cerca de un 20% para el peso unitario suelto de ambos agregados. En el agregado fino y grueso, el peso unitario compactado A.F, varía entre compactado A.G, que es de

1.768 kg/m3 y del peso unitario

1.943 kg/m3 disminuyendo cerca de un 19% para el peso unitario suelto de ambos

agregados. Frente a lo que se ve en cuanto a la diferencia y variación de los promedios obtenidos en el peso unitario suelto y compactado de los agregados gruesos y finos, se puede decir que es natural que exista diferencias ya que para el P.U.S el agregado no ingresa al molde con una fuerza de presión o apisonado, sin en cambio para el P.U.C se realiza una presión de 25 golpes uniformes sobre el agregado y por capas, tratando siempre de crear la menor cantidad posible de espacios vacíos dentro del molde.

44


CONCLUSIONES.

Los resultados que se obtuvieron son: AGREGADO FINO: P.U.S. = 1.669 Kg/m3 P.U.C. = 1.768 Kg/m3

AGREGADO GRUESO: P.U.S. = 1.858 Kg/m3 P.U.C. = 1.943 Kg/m3

Como lo establecido en los objetivos, se concluye mencionando que a partir de los resultados obtenidos en laboratorio, en relación con los parámetros que rige la norma técnica peruana 400. 017, para un peso unitario suelto del agregado grueso el límite es permisible cuando se encuentra dentro del rango de 1.4 – 1.5; en este caso para el agregado grueso no estaría dentro del rango. Para el peso unitario compactado del agregado grueso y su rango establecido por la norma se encuentra entre 1.5-1.7, se podría decir que a partir de los resultados, que tampoco se encuentra dentro del rango.

Para el agregado fino el peso unitario suelto está en el rango establecido por la norma que es de 1.5 – 1.6; por lo cual se podría decir que casi se encuentra dentro del rango, excediéndose en 0.69 Kg/m3. Para el peso unitario compactado, el rango que está en la normativa es de 1.6 – 1.9; en este caso según el resultado se deduce que si se encuentra dentro del rango. 45


RECOMENDACIONES. 

Se recomienda realizar correctamente la toma de datos y describir con mucho criterio hasta el último detalle, pues la importancia de un buen resultado influye en la forma en que se manipulan los



instrumentos y/o equipos de laboratorio No se debe desperdiciar el cemento al momento de tamizar, ya que influye en su peso y puede variar el

 

resultado. Utilizar correctamente los equipos y herramientas que dispone el laboratorio. Realizar los procedimientos a tiempo necesario ya que si no se realiza correctamente los pasos a seguir, podría alterar de alguna u otra forma los resultados.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ✓ TÓPICOS DE TECNOLOGÍA DEL CONCRETO EN EL PERÚ (1993). Enrique Pasquel Carbajal. COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ. ✓ DISEÑO Y CONTROL DE MEZCLAS DEL CONCRETO (2004). Steven H. Kosmatka, Beatrix Kerkhoff, William C. Panarese, y Jussara Tanesi. Portland Cement Association. ✓ ICG. (2010). INSTITUTO DE LA CONSTRUCCIÓN Y GERENCIA 2da. EDICIÓN FONDO EDITORIAL ICG. LIMA – PERÚ. ✓ MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN (2011). Isidro Alberto Pilares. COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ.

46


ANEXOS.

Fig. N°04: imagen donde se selecciona el agregado grueso para ponerlo a reposar en agua por 24 horas.

Fig. N°05: agregado después de extraer del agua para calcular listo para introducirlo al horno.

Fig. N°06: horno utilizado para este procedimiento.

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UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P: Ingeniería Civil

Una institución adventista

INFORME DE PRÁCTICAS “Peso específico y absorción en agregados” Informe presentado en cumplimiento del trabajo encargado de la asignatura de tecnología del concreto (Laboratorio)

Autor Estudiante: Nelson Mamani Mamani

Docente de prácticas: Ing. Elmer Isai Ticona Cutipa 48


Juliaca, 09 de Setiembre del 2015

Contenido INTRODUCCION.............................................................................................................2 1

OBJETIVOS..............................................................................................................3 1.1

Objetivos generales:............................................................................................3

1.2

Objetivos específicos:.........................................................................................3

2

NORMATIVA............................................................................................................4

3

MARCO TEORICO...................................................................................................5 3.1

Importancia del ensayo.......................................................................................5

3.2

Agregados...........................................................................................................5

3.3

Peso Específico:..................................................................................................5

3.4

Peso Específico Aparente:..................................................................................6

3.5

Peso Específico de Masa:...................................................................................6

3.6

Peso Específico de Masa Saturada Superficialmente Seca.................................6

3.7

Absorción:...........................................................................................................6

4

MATERIALES A UTILIZAR....................................................................................7

5

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS:..............................................................................7

6

PROCEDIMIENTO RECOMENDADO...................................................................8

7

PRESENTACIÓN DE DATOS:.................................................................................9

8

MEMORIAL DE CÁLCULO:.................................................................................10

49


ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS.........................................13

CONCLUSIONES...........................................................................................................15 RECOMENDACIONES.................................................................................................15 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS............................................................................16 ANEXOS.........................................................................................................................16

INTRODUCCION El presente informe tiene como propósito dar a conocer los procedimientos y cálculos que se debe tener en cuenta para el tema del peso específico y absorción en agregados tanto como en finos y gruesos, por lo cual se requieren saber para un buen diseño de mezcla, a la cual se pretende llegar a realizar. Dicho informe tiene como finalidad dar a conocer el método de ensayo para determinar por secado el contenido de humedad total en el agregado, así como también el cálculo del peso específico. El peso específico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen. Densidad. Es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. En la cual se comprende que la absorción 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. Para la determinación del peso específico y absorción de agregado grueso se procederá a realizar los procedimientos correctos que están especificados en la Norma Técnica Peruana (NTP 400.021) del año 2002 basada en la norma ASTM C-127 del año 2004, además también nos basaremos para el presente ensayo en la norma del Ministerio de Transportes y Comunicaciones ( MTC ) E-206 del año 2000 y la norma AASTHO T-85 del año 2004.Este método de ensayo se usa para determinar por secado, el porcentaje de humedad evaporable en una muestra de agregado, este método es suficientemente exacto para el ajuste de los pesos en mezclas de concreto a fines similares, puede suceder que el método no sea aplicable o que requiera modificación en casos aislados en los cuales el agregado ha sido alterado por calor, o cuando se requieran mediciones más precisas.* Para el peso específico esta norma contempla el método de ensayo para determinar el peso específico aparente, el peso específico saturado superficialmente seco a 230ºC, peso específico nominal y la absorción del agregado grueso.

50


OBJETIVOS

1.1

Objetivos generales:

Conocer el Peso específico de la masa, superficialmente seco y aparente; y absorción de agregados finos y gruesos, además de las aplicaciones que tiene en cuanto al diseño de mezclas.

1.2

Objetivos específicos:  Determinar el Peso Específico y la Absorción del agregado grueso a partir del humedecimiento del agregado en un periodo de 24 horas  Calcular el peso Específico y absorción de una cierta muestra de agregado grueso para saber si cumple los requerimientos para la elaboración de diseño de mezcla.  Establecer el tipo de agregado grueso para la elaboración de un buen diseño de mezcla.  Conocer la importancia y cómo influye el peso específico y absorción que tienen el agregado en una mezcla de hormigón.

2

NORMATIVA

Las siguientes normas contienen disposiciones que al ser citadas en este texto constituyen requisitos de esta NTP. 

NTP 339.022:2002 AGREGADOS. Método de ensayo normalizado para peso específico y absorción del agregado fino



NTP 400.021:2002 AGREGADOS. Métodos de ensayo normalizado para el peso específico y absorción de agregado grueso.



NTP 400.012:2001 - AGREGADOS. Análisis granulométrico del agregado fino, grueso y global.

Fig. N° 01: imagen donde se muestra las normas que permite verificar los parámetros. En este caso del peso especifico

51


Fig. N° 02: Parámetros establecidos en la NTP 400.021. 3

3.1

MARCO TEORICO.

Importancia del ensayo

Este método de ensayo se usa para determinar la densidad o la porción esencialmente sólida de un gran número de partículas de agregado y da un valor promedio que representa la muestra. Se hacer la distinción entre la densidad de las partículas de agregado, que incluye el volumen de los vacíos entre las partículas de agregados. La absorción es una medida de la porosidad del agregado, la determinación del contenido de humedad, porcentaje de absorción y humedad libre son importantes en la medida que permiten conocer el volumen del agua con que contribuirá o que absorberá el agregado en una mezcla de concreto. Este método de ensayo no deberá utilizarse con agregados de peso ligero Los valores denominados en unidades SI deben considerarse como la norma para realizar los ensayos. Los resultados de los ensayos respecto a densidad deberán reportarse en unidades SI o en unidades pulgada/libra según convenga para el uso que se le va a dar a los resultados.

3.2

Agregados

Son materiales granulares, generalmente inertes, resultantes de la desintegración natural o desgaste de las rocas o de otros productos artificiales, que permiten obtener partículas de forma y tamaño estables, destinadas a ser empleados en hormigones, donde ocupan casi un 75% del volumen, siendo envueltos por la pasta clementica, y en mezclas asfálticas, donde ocupan casi un 95%, siendo envueltos por el asfalto.

52

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL 3.3

Peso Específico:

El peso específico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen. Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porción de materia entre el volumen que éste ocupa. En el Sistema Técnico, se mide en kilopondios por metro cúbico (kp/m³). En el Sistema Internacional de Unidades, en newton por metro cúbico (N/m³).

3.4

Peso Específico Aparente:

Es la relación de la masa en el aire de un volumen unitario del material, a la masa en el aire de un volumen igual de agua destilada libre de gas, a una temperatura especificada. Cuando el material es un sólido, se considera el volumen de la porción impermeable.

3.5

Peso Específico de Masa:

Viene a ser la relación entre la masa en el aire de un volumen unitario del material permeable (Incluyendo los poros permeables e impermeables, naturales del material), a la masa en el aire (de igual densidad) de un volumen igual de agua destilada, libre de gas y a una temperatura especificada.

3.6

Peso Específico de Masa Saturada Superficialmente Seca.

Tiene la misma definición que el Peso Específico de Masa, con la salvedad de que la masa incluye el agua en los poros permeables.

3.7

Absorción:

Capacidad que tienen los agregados para llenar de agua los vacíos permeables de su estructura interna, al ser sumergidos durante 24 horas en ésta, depende de la porosidad. Esta particularidad de los agregados, que dependen de la porosidad, es de suma importancia para realizar correcciones en las dosificaciones de mezclas de concreto. Además esta influye en otras propiedades del agregado, como la adherencia con el cemento, la estabilidad química, la resistencia a la abrasión y la resistencia del concreto al congelamiento y deshielo.

53


MATERIALES A UTILIZAR

Agregado Fino: seleccionados por el Agregado grueso: seleccionados por el tamiz N°4

Agua

potable

tamiz N°4.

apoyado

por

la

universidad.

5

Alcohol y fosforo

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS:

Para el agregado fino:

54


Baldes de tamaño mediano de 20 litros

Balanza: con precisión de la masa de la muestra en cualquier punto de la muestra de rango

Pipeta: tubo de cristal de varias formas, Fiola: Un frasco de vidrio volumétrico de cuyo orificio superior se tapa a fin de que 500 cm3 de capacidad es satisfactorio la presión atmosférica impida la salida para una muestra de ensayo de 500 gr.

del líquido.

Horno: de medidas apropiadas para el Recipientes: resistente al calor y de secado de la muestra de agregados por 24 volumen suficiente para contener la muestra.

horas, a una temperatura de 110 °C °C.

55

± 5


Secador eléctrico: por lo cual secara al Tamices N° 16 y N° 200. agregado fino en forma superficialmente seco saturada.

Bandejas metálicas.

Cono de absorción.

Para el agregado grueso:

Baldes de tamaño mediano de 20 litros

Balanza: Con precisión de la masa de la muestra en cualquier punto de la muestra de rango.

56


Horno: de medidas apropiadas para el Franela

poliéster:

secado de la muestra de agregados por 24 superficialmente horas, a una temperatura de 110 °C

para seco

realizar saturado

el del

± 5 agregado grueso.

°C.

Bandejas metálicas. Recipientes de plástico.

Canastilla con orificios cuadrangulares. Cuerda de tela.

Plancha de madera de 0.3m x 1.25m Lavatorio de 30 litros de capacidad aproximadamente.

6

PROCEDIMIENTO RECOMENDADO.

Para el agregado fino:

57


Seleccionar tres muestras representativas Realizar el lavado aplicando los tamices de 1100 gr cada uno, y dejarlos con agua N°16 y °200. en baldes y/o recipientes de plástico por 24 horas.

Colocarlo en horno a una temperatura de Luego colocarlos nuevamente en recipientes de plástico con agua por 24 110 °C ± 5 °C. por 24 horas. horas.

Luego secar el material usando una hornilla o secadora eléctrica. Comprobar si esta superficialmente seco saturada Después de realizar este procedimiento con el cono de absorción, introduciendo retirar la muestra saturada y colocarla en el agregado fino dentro de ella en tres las bandejas metálicas, y dejarla secar capas por lo cual al momento de sacarla durante cierto tiempo hasta que pierda la debe deshacerse en montón a una altura mínima cantidad de agua que contiene.

proporcional a la del cono.

58


Seleccionar tres muestras de 500 gr de Llenar la fiola con agua hasta los 500 agregado fino, saturada superficialmente cm3. seca. Pesar la fiola e introducir la muestra.

Eliminar los espacios vacíos utilizando la Determinar el peso total de los tres bomba al vacío o también se puede componentes. utilizar la cocina a gas.

Eliminar el agua del recipiente usando Colocar la muestra en el recipiente una pipeta, teniendo cuidado de no resistente al calor e introducir al horno a retirar las partículas finas del material.

una temperatura de 110 °C ± 5 °C. por 24 horas. 59


Posteriormente sacar del horno la muestra y dejarla enfriar a una temperatura ambiente y registrar su peso. Para el agregado grueso:

Seleccionar 4000 gr de agregado grueso, Realizar el lavado del agregado. y dejarlos con agua en baldes y/o recipientes de plástico por 24 horas.

Extraer la muestra de agregado grueso y ponerlos en baldes con agua y dejarlos durante un tiempo de 24 horas. Colocarlos posteriormente en una bandeja metálica e introducirlos al horno a una temperatura de 110 °C

± 5 °C. por 24

horas.

60


Retirar el agua y colocar la muestra sobre la franela y con ayuda de sus extremos secar las partículas. de esta manera se obtendrá la muestra saturada con superficie seca. Registrar su peso.

Colocar

la

muestra

saturada

con

superficie seca en la canastilla en la balanza hidrostática y determinar su peso estático sumergido en agua a temperatura 23 °C

±

2 °C. Secar la muestra en

horno hasta obtener su peso constante, luego registrar su peso con la misma precisión indicada anteriormente.

7 PRESENTACIÓN DE DATOS: Agregado Fino: Los cálculos realizados se mostraran en el memorial de cálculo. Pasó a paso para el ensayo número 1. N° DE ENSAYO Peso de la muestra SSS Peso fiola Peso de la muestra SSS + Peso de fiola + Peso de agua Peso de agua Peso de muestra seca Volumen de fiola P.E de masa P.E. de masa promedio P.E. Masa SSS P.E. Masa SSS Promedio P.E Aparente P.E Aparente Promedio Absorción Absorción Promedio

1 502 161

2 497 161

3 513 161

919

914

930

256 484 500 1.98

256 488 500 2.00 1.99 2.05 2.05 2.10 2.11

256 487 500 2.00

2.46 2.81

2.67

2.05 2.12 3.31

2.05 2.11

Cuadro N°01: datos y cálculos que se obtuvieron a partir del ensayo realizado 61

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL Agregado grueso: Los cálculos realizados se mostraran en el memorial de cálculo. Pasó a paso para el número de ensayo 1. N° DE ENSAYO Peso de la muestra seca Peso de la muestra SSS Peso de la canastilla Peso de muestra saturada en agua + peso de canastilla Peso de la muestra saturada en agua P.E. masa P.E. masa promedio P.E. masa SSS P.E. masa SSS promedio P.E. Aparente P.E. Aparente promedio Absorción Absorción promedio

1 3957 4000 23

2 3899 4000 23

3 3822 4000 23

1931

1939

1970

1908 0.67

1916 0.66 0.66 0.68 0.68 1.97 1.98 2.59 2.78

1947 0.64

0.68 1.93 1.09

0.67 2.04 4.66

Cuadro N°02: datos y cálculos que se obtuvieron a partir del ensayo realizado para el peso específico del agregado grueso

8 MEMORIAL DE CÁLCULO:

Fórmulas para el peso específico del agregado fino. Peso Específico de Masa: Pem=

D E−C

Peso Específico de Masa SSS Pemsss=

62

500 E−C


Peso Específico Aparente Peap=

D ( E−C )−( 500−D )

Porcentaje de Absorción Ab =

(500−D) ∗100 D

Donde: A: Peso de la muestra saturada superficialmente seca + Peso de frasco + Peso de agua B: Peso de la muestra saturada superficialmente seca + Peso frasco. C: Peso de agua: B-A D: Peso de la arena secada al horno E: volumen de frasco

Fórmulas para el peso específico del agregado grueso: Peso Específico de Masa Pem=

D C


A C

63



D E

Donde: A= Peso de la muestra saturada superficialmente seca (en aire) B = Peso de la muestra saturada (en agua) C=Volumen de la masa + Volumen de vacíos: A+B D= Peso seco (en aire) E= Volumen de la masa: D-B


A− D ∗100 D

Donde: A= Peso de la muestra saturada superficialmente seca (en aire) D= Peso de la arena secada en horno

Calculo para el ensayo N° 1 - Peso específico del agregado fino. Peso Específico de Masa: Pem=

484 =1.98 500−256

Peso Específico de Masa SSS 64


Pemsss=

500 =2.05 500−256


484 =2.12 ( 500−256 )−( 500−484 )


(500−484 ) ∗100=3.31 484

Calculo para el ensayo N° 1 - Peso específico del agregado grueso.

Peso Específico de Masa Pem=

3957 =0.67 (4000+1908)


4000 =0.68 4000+1908 Peso Específico Aparente Peap=

3957 =1.93 (3957−1908)


( 4000−3957) ∗100=1.09 3957 65


9

ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

Para el peso específico del agregado fino. En los agregados de Juliaca de la cantera de coata, el peso específico se encuentra entre un promedio de 1.99 kg/m3. El peso específico de la masa saturada superficialmente seca esta con un promedio de 2.05 kg/m3.

El peso específico aparente promedio se encuentra en el rango de 2.11 kg/m3. El porcentaje de absorción esta con un promedio de 2.81 kg/m3. Según la imagen que se muestra en la presentación de las normativas peruanas que rigen, para el agregado fino los resultados están debajo de los parámetros que se establece por lo cual se deduce que el agregado no es apto para el diseño de mezclas. Para el peso específico del agregado grueso. En los agregados de Juliaca de la cantera de coata, el peso específico promedio se encuentra entre un promedio de 0.66 kg/m3. El peso específico de la masa saturada superficialmente seca esta con un promedio de 0.68 kg/m3. El peso específico aparente promedio se encuentra en el rango de 1.98 kg/m3. El porcentaje de absorción esta con un promedio de 2.78 kg/m3. Según la imagen que se muestra en la presentación de las normativas peruanas que rigen, para el agregado fino los resultados están debajo de los parámetros que se establece por lo cual se deduce que el agregado no es apto para el diseño de mezclas.

66


CONCLUSIONES. Se determinó el peso específico y el porcentaje de absorción del agregado, tanto como en el agregado grueso y fino, que son provenientes de la cantera coata, que se encuentra en la ciudad de Juliaca, se siguió cada detalle e indicación del docente de curso por lo cual fue una guía para el desarrollo practico del ensayo. Mediante este ensayo se puede deducir que el peso específico tanto del agregado grueso como del fino no son los adecuados para que conformen dentro del diseño del mezclas del concreto, pues viendo los resultados obtenidos son menores a los parámetros establecidos por la norma que es de 2.5 -2.7 de peso específico en ambos casos de agregado. Como se plantea en los objetivos mediante este ensayo se pudo determinar que los agregados provenientes de la cantera coata no son aptos para utilizar en la mezcla de ingredientes que conforman el hormigón. Conocer este ensayo es de vital importancia ya que a menor rango de resultados podría decirse que afecta en cierta forma al concreto poniéndolo débil a la resistencia, además del porcentaje de absorción se puede saber qué cantidad de agua absorberá los poros del agregado por lo cual el viendo los resultados el porcentaje es elevado.

RECOMENDACIONES



Se recomienda realizar correctamente la toma de datos y describir con mucho criterio hasta el último detalle, pues la importancia de un buen resultado influye en la forma en que se manipulan los



instrumentos y/o equipos de laboratorio No se debe desperdiciar el cemento al momento de tamizar, ya que influye en su peso y puede variar el



resultado. Utilizar correctamente los equipos y herramientas que dispone el laboratorio.

67

UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P.: INGENIERIA CIVIL 

Realizar los procedimientos a tiempo necesario ya que si no se realiza correctamente los pasos a seguir, podría alterar de alguna u otra forma los resultados. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

✓ TÓPICOS DE TECNOLOGÍA DEL CONCRETO EN EL PERÚ (1993). Enrique Pasquel Carbajal. COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ. ✓ DISEÑO Y CONTROL DE MEZCLAS DEL CONCRETO (2004). Steven H. Kosmatka, Beatrix Kerkhoff, William C. Panarese, y Jussara Tanesi. Portland Cement Association. ✓ ICG. (2010). INSTITUTO DE LA CONSTRUCCIÓN Y GERENCIA 2da. EDICIÓN FONDO EDITORIAL ICG. LIMA – PERÚ. ✓ MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN (2011). Isidro Alberto Pilares. COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ. ✓ NORMAS TÉCNICAS PERUANAS VIGENTES.

ANEXOS

Fig. N°03: realizando el procedimiento de peso específico del agregado fino

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Fig. N°04: Pesando la canastilla para emplearlo en el peso específico del agregado grueso

Fig. N°05: la balanza hidrostática por lo cual se emplea en el peso específico del agregado grueso

Fig. N°05: pesando las muestras después de sacarlas de la balanza hidrostática, para colocarlas al horno

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Informe de La Granulometria UPeU

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