UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL “
TECNOLOGIA DEL CONCRETO”
PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION DE AGREGADO ALUMNOS:
BURGOS OBESO, Juan Pablo GARCÍA ESQUIVEL, Nobel CARRASCO DOMÍNGUEZ, Luis Aníbal CHUP QUISPE, Miguel DELGADO LÓPEZ, Carol DÍAZ UCEDA, Jaime
Ing. ALFARO VÁSQUEZ, IVÁN
DOCENTE: CICLO:
V
TRUJILLO – PERÚ 2014
1
INDICE I.
INTRODUCCION ……………………………………………………………………….3
II.
RESUMEN…………………………………………………………………………………4
III.
OBJETIVOS…………………………………………………………………………….....4
IV.
MARCO TEORICO ………………………………………………………………………5 A. AGREGADO FINO O ARENA…………………………………………………….5
CARACTERÍSTICA DE UN BUEN AGREGADO FINO PARA CONCRETO..5 REQUISITOS PARA EL USO DE AGREGADOS FINOS………………………..6 FINOS………………………..6
B. DENSIDAD DEL AGREGADO FINO……………………………………………5
DENSIDAD NOMINAL……………………………………………………………………..6
C. DENSIDAD APARENTE………………………………………………………… APARENTE…………………………………………………………… … .6
PESO ESPECIFICO……………………………………………………………………… 8 D. AGUA LIBRE................................. LIBRE.........................................................................................9 ........................................................9 E. ABSORCIÓN DE AGREGADOS…………………………………………………………..9
V.
MATERIALESS, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS ………………………………..10
VI.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL EXPERIMENTAL……………………………………………..12
VII.
DATOS ESPERIMENTALES ESPERIMENTALES…………………………………………………………..16
VIII.
DISCUSIÓN Y ANALISIS DE RESULTADO ……………………………………...17
IX.
CONCLUCIONES ………………………………………………………………………….17
X.
RECOMENDACIONES…………………………………………………………………18
XI.
BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………………..18
XII.
ANEXOS……………………………………………………………………………………19
2
INTRODUCCION Los materiales de construcción son los cuerpos que integran una obra de construcción, cualquiera sea su naturaleza, composición y formas. Antes de realizar cualquier obra siempre se debe realizar un ensayo de laboratorio, y el siguiente informe trata de la práctica de laboratorio número 4, la cual es titulada “Peso Específico Y Absorción De Agregado Grueso”. 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. Para la realización de un buen diseño de mezcla se necesitan conocer muchas propiedades de los materiales que van a conformar la mezcla, entre ellos están los agregados y el cemento, en el presente informe se presentan los datos obtenidos en el laboratorio y los resultados calculados con estos mismos con los respectivos análisis para la determinación del peso específico y absorción del agregado fino, con el propósito de estudiar a fondo las propiedades de los agregados en la mezcla, pues es de suma importancia indagar y evaluar acerca de los rangos o posibles variaciones que puedan tener estas para que se encuentre en situaciones óptimas, teniendo como fin último su mejor rendimiento y utilización. Para este laboratorio, se analizará el peso específico y absorción de una muestra de cemento con la ayuda de la NORMA ASTMC 128 La absorción y peso específico de agregado fino o grueso es esencial, ya que, estos pasaran a formar entre un 70 y/o 75% de la mezcla de concreto o mortero; también es fundamental que el agregado sea óptimo para así poder proporcionar a la mezcla una resistencia y durabilidad favorables en estructuras. A lo largo de este informe se conocerán todos los datos obtenidos en el laboratorio y los cálculos realizados con estos mismos, con los que se determinara el peso específico y absorción del agregado fino para después analizar y concluir si dicho agregado es apto para elaborar un buen diseño de mezcla. 3
RESUMEN El presente laboratorio tiene por finalidad entender comprender y determinar cuánto es el GRADO DE ABSORCION y el PESO ESPECIFICO de agregado fino, en la cual para la absorción se aplicó utilizando el peso de la muestra especial después de obtener un secado superficial mediante la cocina y el peso seco después de sacar esta de la estufa, y para el peso específico utilizando el peso de la muestra especial, peso de la fiola con agua, peso de la fiola con agua y muestra y peso seco. Consiste en selección una cantidad de agregado fino y ponerla en agua por 24 horas. Para luego determinar los distintos pesos elementales que el procedimiento nos establece, para después proceder a hacer los cálculos respectivos para hallar el grado de absorción y peso específico de agregado fino.
I.
OBJETIVOS
Determinar el peso específico de una muestra de agregado fino según la norma ASTMC 128 (NTP 400.022).
Determinar la absorción de una muestra de agregado fino según la norma ASTMC 128 (NTP 400.022)
4
II.
MARCO TEORICO 2.1 AGREGADO FINO O ARENA:
Es el agregado de mayor responsabilidad, a diferencia de la grava e incluso el cemento; puede decirse que no es posible hacer un buen hormigón sin una buena arena. Las mejores arenas son las de rio que tienen mayor resistencia y durabilidad. Las arenas que provienen de la trituración son también excelentes, siempre que sean producto de rocas sanas que no acusen un principio de descomposición. las arenas de procedencia caliza siempre
resultan más
absorbentes y requieren más cantidad de agua de amasado que las silíceas. La humedad de la arena tiene gran importancia en las dosificaciones de hormigones sobre todo cuando se dosifica en volumen.
2.2 CARACTERÍSTICA DE UN BUEN AGREGADO FINO PARA CONCRETO: Un buen agregado fino al igual que el agregado grueso debe ser bien gradado para que puedan llenar todos los espacios y producir mezclas más compactas. La cantidad de agregado fino que pasa los tamices 50 y 100 afecta la manejabilidad, la facilidad para lograr buenos acabados, la textura superficial y la
exudación
del
concreto.
Las especificaciones permiten que el porcentaje que pasa por el tamizNo 50 este entre 10% y 30%; se recomienda el límite inferior cuando la colocación es fácil o cuando los acabados se hacen mecánicamente, como en los pavimentos, sin embargo en los pisos de concreto acabado a mano, o cuando se desea una textura superficial tersa, deberá usarse un agregado fino que pase cuando menos el 15% el tamiz 50 y 3% el tamiz 100. El módulo de finura del agregado fino utilizado en la elaboración de mezclas de concreto, deberá estar entre 2,3 y 3,1 para evitar segregación del agregado 5
grueso cuando la arena es muy fina; cuando la arena es muy gruesa se obtienen
mezclas
ásperas.
La presencia de materia orgánica en la arena que va a utilizarse en la mezcla de concreto llega a interrumpir parcial o totalmente el proceso de fraguado del cemento.
2.3 REQUISITOS PARA EL USO DE AGREGADOS FINOS
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, materia orgánica, sales u otras sustancias perjudiciales
Se recomienda que las sustancias dañinas no excedan los porcentajes máximos siguientes: 1. Partículas deleznables: 3% 2. Material más fino que la malla #200: 5%
2.4 DENSIDAD DEL AGREGADO FINO:
La densidad es una propiedad física de los agregados y está definida por la relación Entre el peso y el volumen de una masa determinada, lo que significa que depende Directamente de las características del grano de agregado. Como generalmente las partículas de agregado tienen poros tanto saturables como no saturables, dependiendo de su permeabilidad interna pueden estar vacíos, parcialmente saturados o totalmente llenos de agua se genera una serie de estados de humedad a los que corresponde idéntico número de tipos de densidad; la que más interesa en el campo de la tecnología del hormigón y específicamente en el diseño de mezclas es la densidad aparente, se define como la relación que existe entre el peso del material y el volumen que ocupan las partículas de ese material incluidos todos los poros (saturables y no saturables). 6
Este factor es importante para el diseño de mezclas porque con él se determina la Cantidad de agregado requerido para un volumen unitario de hormigón, debido a que los poros interiores de las partículas de agregado van a ocupar un volumen dentro de la masa de hormigón y además porque el agua se aloja dentro de los poros saturables.
2.5 TIPOS DE DENSIDAD: 2.5.1 DENSIDAD NOMINAL: Es la relación entre la más del aire y un volumen dado de agregado, incluyendo los poros no saturables, y la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a temperatura establecida.
2.5.2 DENSIDAD APARENTE La relación 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 las partículas) y la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a una temperatura establecida.
2.5.3DENSIDAD APARENTE (SSS) La relación 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 inmersión en agua durante aproximadamente 24 horas), pero sin incluir los vacíos entre las partículas, comparado con la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a una temperatura establecida. La absorción en 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.
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La capacidad de absorción se determina por medio de los procedimientos, para los Agregados finos. Básicamente consiste en sumergir la muestra durante 24 horas luego de lo cual se saca y se lleva a la condición de densidad aparente (SSS); obtenida esta condición, se pesa e inmediatamente se seca en un horno y la diferencia de pesos, expresado como un porcentaje de peso de la muestra seca, es la capacidad de absorción.
2.6 PESO ESPECÍFICO: El peso específico, o gravedad especifica de un suelo, es la relación entre el peso al aire de sus partículas minerales y el peso al aire del agua destilada, considerando un mismo volumen y una misma temperatura. Así, si su peso específico es2.7 significa que 1.0 cm 3 de sus partículas minerales peso 2.7 veces más que 1.0 cm 3 de agua destilada, a igual temperatura. Para determinar los pesos específicos se siguen en general dos procedimientos; para un suelo fino se hace generalmente, por medio de un frasco calibrado o de un picnómetro, en cambio para los agregados gruesos se sigue otro procedimiento que se indica más adelante. [1] El peso específico de un suelo, a una temperatura Tx, se calcula mediante la siguiente relación: Peso específico (a Tx°C) = Ws/Vs Dónde: Vs = Volumen de la muestra seca al horno. Ws = peso de la muestra secada. Los pesos específicos de los suelos se indican generalmente referidos a la temperatura de 20 °C del agua destilada. Por lo tanto, el peso específico determinado anteriormente, deberá multiplicarse por el coeficiente o factor de corrección (“), que es igual al cociente entre los pesos unitarios del agua a la temperatura T del ensayo y a 20 °C, es decir: (“)=ϒT°C/ϒ20°C
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Los siguientes valores son típicos para el factor de corrección:
2.6.1 PESO ESPECÍFICO SECO Y SATURADO Es un valor particular de ym para el caso en el que el grado de saturación del suelo sea nulo: yd = Wa / Wm El peso saturado es el valor de un ym cuando Gw = 100% sat. = (Ws +Ww) / Vm
ϒ
2.6.2 PESO ESPECÍFICO RELATIVO.
El peso específico relativo de la mayoría de las partículas minerales constituyentes de un suelo (Ss.) varía entre limites estrechos (2,6 a 2,9). Como por ejemplo, el peso específico relativo del cuarzo es 2,67 y el del feldespato es 2,6. En suelos con abundante hierro Ss. puede llegar a 3. En la turba se han llegado a medir valores de 1.5 debido a la presencia de materia orgánica.Los minerales de arcilla que constituyen la fracción coloidal de un suelo, pueden tener un peso específico promedio comprendido entre 2,80 y 2,90. Así pues, es normal que en un suelo real los minerales de las fracciones muy fina y coloidal tengan un peso específico relativo mayor que los minerales de los casos prácticos, basta determinar el valor promedio del peso específico de la materia sólida.[2]
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A=Peso en el aire de la muestra secada en el horno en gramos V=Volumen del frasco en mililitros W= Peso en gramos o volumen en ml. del agua agregado al frasco. El rango aceptable para los pesos específicos oscila entre 2.5 y 2.9 gr. /cm3. 2.7 IMPORTANCIA DEL PESO ESPECÍFICO
es un índice de calidad que puede utilizarse para separar el material bueno del malo.
Indica cuanto espacio ocuparán las partículas en la mezcla de concreto. nos sirve para calcular el porcentaje de huecos presentes en el agregado. 2.8 AGUA LIBRE:
Es cuando la partículas tienen agua en exceso de la correspondiente a los agregados saturados con superficie seca (sss) influye directamente en la relación A/C de la mezcla de concreto. 2.9 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 con un porcentaje de la masa seca. El agregado se considera como “seco” cuando se ha mantenido a una temperatura de 110 °C
por suficiente tiempo para remover toda el agua no combinada. La capacidad de absorción se determina por medio de los procedimientos, para los agregados finos. Básicamente consiste en sumergir la muestra durante 24 horas luego de lo cual se saca y se lleva a la condición de densidad aparente (SSS); obtenida esta condición, se pesa e inmediatamente se seca en un horno y la diferencia de pesos expresado como un porcentaje de peso de la muestra seca; es la capacidad de absorción.
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III.
MATERIALESS, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS 3.1 EQUIPOS:
Estufa electricatermoaestatica controlada (110°c± 5 °c)
Balanza de precisión de 0.01 gr.
Cocina eléctrica
3.2 MATERIALES
Muestra de agregado fino
Agua potable
Bowls
I.1 INSTRUMENTOS
Fiola de 500 ml
Apisonador
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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Seleccionar una pequeña cantidad de agregado fino del los alrededores del laboratorio de agregados i colocarlo en un recipiente.
Fig.01: Muestra de agregado fino Fuente: Propia 2. Sumergir el agregado fino en agua durante 24 horas. 3. Pesar la fiola con agua hasta el nivel máximo de esta. Luego secar la fiola y pesarla nuevamente. 4. Pasadas las 24 horas, eliminar el exceso de agua remanente de la superficie del recipiente. 5. Luego tomar un parte de la muestra y realizar un secado superficial utilizando la cocina eléctrica.
Fig.02: Secado con cocina eléctrica Fuente: Propia
6. Corroborar si se ha obtenido la condición de secado superficial, realizando un ensayo de cono de absorción. Para esto introducir la muestra en el cono y apisonar 25 veces desde una altura de 1cm en dos partes, luego nivelar y quitar el molde. Si se desprende menos o hasta la 1/3 parte se acepta la condición de superficialmente seco. Si se desprende en su totalidad entonces representara perdida de humedad excesiva (agregar agua y mezcla) y en caso de que no se desprenda casi nada requerirá mayor tiempo de secado para eliminar el exceso de humedad.
Fig.N03: Apisonado de muestra Fuente: Propia
Fig.N04: Condición buena de secado Fuente: Propia
7. Llenar la fiola con agua hasta 500 ml. Colocar el embudo para el llenado. Verter la cantidad de muestra en la fiola.
Fig.N05: Fiola con muestra Fuente: Propia
8. Luego hacer rodar la fiola para eliminar el aire atrapado en la muestra en la fiola con agua. Por ultimo eliminar las burbujas de aire y agua excedente con una pipeta, para luego pesar la pipeta con agua y muestra. 9. Finalmente sacar la muestra de la fiola, ponerla en un recipiente y colocarla en la estufa.
Fig.N06: Muestra en la estufa Fuente: Propia
PROCEDIMIENTO
Selección del agregado
Sumergimos el agregado fino en agua durante 24 ±
4 horas.
Tomar la mitad de la muestra y secarla superficialmente con la cocina electrica.
Pesar la fiola y llenar el agua hasta la marca superior. Y verter la muestra en la fiola
Eliminar las burbujas de aire y agua excedente. Y colocar la muestra en la estufa
Con los datos obtenidos realizamos los cálculos según las fórmulas correspondientes.
Realizar el ensayo de cono de absorcion comprobando asi si se ha obtenido la condicion de secado superficial.
IV.
RESULTADOS Y DISCUSION DE RESULTADOS:
Reporte de resultados del Peso Específico y % Absorción para agregado fino. TABLA 1: Resultados del peso específico y % Absorción Resultados Grupo
Peso
% Absorción
Especifico
Peso Especifico Peso Especifico De
Masa Aparente
Superficialment e Seco Grupo # 1
2.22
7.61
Grupo # 2
2.90
2.91
Grupo # 3
2.38
2.25
Grupo # 4
2.60
2.83
3.85 3.86 5.61
3.20 3.57 5.10
6.52
5.66
. Calculo para Agregado Fino TABLA 2: Resultados Registrados durante el ensayo para Agregado Fino. Pesos Peso
de Peso
fiola seca fiola gr. (1)
agua (B)
de Peso + fiola gr. muestra especial
de Peso de la Peso + muestra
fiola
+ muestra en
especial
agua
+ la fiola en
gr. (S=2-1)
muestra gr. estufa
gr. (2)
Grupo
de Peso de la
(C)
(A)
Grupo # 1
180
1195
550
370
1410.4
343.82
Grupo # 2
180.53
675.79
551
370.47
922.67
360
Grupo # 3
182.73
685.78
593.67
410.94
927.78
401.9
Grupo # 4
247.16
1242.78
670.47
423.31
1507.77
411.66
gr.
DISCUSIÓN Y ANALISIS DE RESULTADOS ● 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) 400.022 del año 2002 basada en la norma ASTM C-128 del año 2004, además también nos basaremos para el presente ensayo en la norma del Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC) E-205 del año 2000 y la norma AASTHO T-84 del año 2004. ● El rango aceptable para los pesos específicos oscila entre los 2.5 y 2.9
gr/cm3. Para el caso de las muestras de los grupos (1, 2, 3, 4) indican que estos resultados se encuentran en el rango establecido, son aptos y aceptables para la dosificación de hormigones. ● El porcentaje de absorción de agua (% abs.) oscila entre 1.5 y 3 %. En
nuestro caso la muestra con mayor porcentaje de absorción es la del grupo 1 malo para una buena dosificación, en cambio de las demás muestras de los otros grupos que si se encuentran en el rango aceptable y son aptas para una buena dosificación. ● El grado de absorción, nos indica el cuanto es el porcentaje de agua que
los agregados finos pueden absorber, por esta causa se puede deducir la cantidad de agua de mezclado, si estos poseerán un porcentaje de absorción alto ese porcentaje se debe disminuir en la cantidad de agua necesaria para la mezcla.
V.
CONCLUSIONES
Determinamos que el peso específico de los agregados finos
correspondientes a cada grupo y todos se encuentran dentro de los rangos establecidos de 2.5-2.9 kg/cm 3 ASTM C-128.
Conseguimos buenos pesos específicos lo cual nos indicara que nuestro agregado tendrá un buen compartimiento y calidad para en el desarrollo de nuestra dosificación.
Según la UNE 83.133 y la UNE 83.134 expresa que el valor de la absorción debe ser igual o inferior al 5% de todos los grupos se encuentra en el rango aceptable de absorción a excepción del grupo 1 que no será un buen agregado para trabajar produciendo una disminución en las resistencias absorbiendo mas agua de la necesaria y quitándole al agua de curado. El peso específico de masa superficialmente seco es menor que el peso específico aparente debido a que El peso especifico de masa superficialmente seco ocupa mayor volumen por cantidad de masa. Consideramos una muestra totalmente seca cuando ha estado a una temperatura de 110+-5º C ahí nos referimos a un específico de masa superficialmente seco.
VI.
RECOMENDACIONES
El secado del material necesariamente deberá de ser con una secadora
eléctrica puesto que solo se requiere que se seque la superficie de la muestra y no en si la muestra. No realizar ningún movimiento brusco sobre la balanza o donde este
apoyada esta para que no altere su sensibilidad. El tiempo de exposición de la muestra en el horno puede ser más de 16
horas mas no retirar antes de ese tiempo. No dejar que la muestra se seque completamente, se debe hacer rápido
para evitar la evaporación del agua totalmente, es decir debe estar en su estado cabal.
VII.
BIBLIOGRAFIA
NTC 237:1995 Ingeniería Civil y Arquitectura. Método para determinar la densidad y absorción delos agregados finos. (ASTN C 128).
http://es.scribd.com/doc/20869782/LA-DENSIDAD-EN-LOS-
AGREGADOS. http://es.scribd.com/doc/89415971/Peso-especifico-y-Absorcion-del-
agregado-fino. http://www.buenastareas.com/ensayos/Peso-Espec%C3%ADfico-y-
Absorcion-Del-Agregado/24160644.html. http://clubensayos.com/Temas-Variados/PESO-ESPECIFICO-DEL-
AGREGADO/436787.html.
http://html.rincondelvago.com/agregados.html.
http://www.construaprende.com/docs/lab/335-practica-densidad-
absorcion-agregados.
VIII.
ANEXOS
PESOS ESPECIFICOS
CUERPOS A GRANEL tierra seca 1.330 tierra húmeda 1.800 tierra saturada 2.100 arena seca 1.600 arena húmeda 1.860 arena saturada 2.100 gravilla o canto 1.700 rodado secos gravilla o canto 2.000 rodado húmedos piedra partida 1.700 Cemento 1.400 polvo ladrillo 900 Yeso 970 PIEDRAS NATURALES granito, siena, 2.800 pórfido Basalto 3.000 mármol, pizarra 2.700 piedra caliza 2.500 compacta piedra caliza porosa 2.000 MAMPOSTERIAS ladrillos comunes 1.600 con mezcla de cal ladrillos comunes 1.800 con mezcla de cemento ladrillos huecos con 1.300 mezcla de cal ladrillos huecos con 1.500 mezcla de cemento ladrillos de maquina 2.000 (O.S.N.)con mezcla de cal ladrillos de maquina 2.200 (O.S.N.)con mezcla de cemento ladrillos prensados 1.900 con mezcla de cal ladrillos prensados 2.100 con mezcla de cemento tabiques de escoria, 1.300 carbonilla, etc. Empastados con cemento ladrillos refractarios 2.700
kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3
kg/m3
Mármol piedra caliza Granito piedra artificial MEZCLAS cemento y arena cemento, cal y arena cal y arena cal, arena y polvo de ladrillos yeso fundido HORMIGONES De cemento, arena, canto rodado, piedra partida o granza granítica. Sin armar
2.500 2.300 2.600 2.100
kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3
2.100 1.900
kg/m3 kg/m3
1.700 1.600
kg/m3 kg/m3
1.000
kg/m3
2.200
kg/m3
