LABORATORIO N° 04 PESOS UNITARIOS DE LOS AGREGADOS
El peso unitario es el peso de la unidad de volumen de material a granel en las condiciones de compactación y humedad es que se efectúa el ensayo, expresada en kg/m3. Aunque puede realizarse el ensayo sobre agregado fino y agregado grueso; el valor que es empleado en la práctica como parámetro para la dosificación de hormigones, es el peso unitario compactado del agregado grueso.
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
LABORATORIO N° 04 PESOS UNITARIOS DE LOS AGREGADOS
ASIGNATURA: TECNOLOGIA DEL CONCRETO
CICLO: VI
INTEGRANTES: CALDERÓN ALAYO, Jhordy Eduardo CASAS PEREDA, Erick CONTRERAS PEREZ, Naira IZQUIERDO SÁNCHEZ, Enok QUISPE MARQUINA, José TORRES GONZALES, Bruno
DOCENTE: Ing. HURTADO ZAMORA, Oswaldo
HORARIO: JUEVES 7:50 – 9:35 pm NRC: 4277 TRUJILLO – PERÚ 2015 – I
INTRODUCCIÓN En el presente informe se encuentran los fundamentos e importancia del peso unitario suelto y peso unitario compacto de los agregados, mediante la realización de un ensayo con arena y grava, 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.
I.
OBJETIVO Determinar el Peso Unitario Suelto (PUS) y el Peso Unitario Compactado (PUC) del agregado fino (arena gruesa) y agregado grueso (piedra chancada de ¾’’) según los parámetros establecidos por la NTP 400.017 o ASTM C-29, para desarrollar un diseño de mezcla adecuado.
II.
MATERIALES Y EQUIPOS -
III.
Piedra Chancada de ¾’’. Arena Gruesa. Balanza electrónica. Cucharas. Recipientes cilíndricos. Agua. Plancha de vidrio. Varilla de acero Ø5/8’’ x 60 cm.
FUNDAMENTO TEÓRICO Por definición, el peso específico 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
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 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.
FORMULAS A DETERMINAR LOS CALCULOS PESO DEL AGREGADO (PA): PA = PT – PM PESO UNITARIO DEL AGREGADO (PU): PU = PA / VM Dónde: PM = Peso de molde VM = Volumen de molde PT = peso de (molde + agregado)
IV.
PROCEDIMIENTO AGREGADO FINO – ARENA GRUESA 1. Calibración del recipiente para Agregado Fino -
Se procede a pesar el recipiente cilíndrico vacío, en donde se colocará la muestra.
-
Luego se le agrega agua hasta llenar el recipiente.
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Colocamos la placa de vidrio en la parte superior y con una jeringa rellenamos el agua para que esté completamente lleno.
-
Finalmente se pesa el recipiente con el agua.
2. Peso Unitario Suelto [PUS] – Agregado Fino -
Se procede a pesar el recipiente cilíndrico; la balanza debe de tener una exactitud del 0.1% es decir, 0.01g de precisión.
-
Se pone la arena gruesa en un recipiente, para luego colocarla en el molde cilíndrico.
-
Luego sobre el recipiente se agrega la arena en forma helicoidal a una altura no mayor de 5 cm de la superficie del recipiente, hasta que esté totalmente lleno.
-
Posteriormente con la varilla de acero se procede a quitar con mucho cuidado el exceso de arena para que quede a nivel del recipiente, a este proceso se le llama Enrasado.
-
Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con la arena.
3. Peso Unitario Compactado [PUC] – Agregado Fino -
Se procede a pesar el recipiente cilíndrico; la balanza debe de tener una exactitud del 0.1% es decir, 0.01g de precisión.
-
Se pone la arena gruesa en un recipiente, para luego colocarla en el molde cilíndrico.
-
Luego se introduce la arena al molde cilíndrico hasta 1/3 de su capacidad. Seguidamente con una varilla de acero de Ø5/8’’ procedemos a golpear 25 veces en forma helicoidal.
-
Luego se sigue agregando la arena hasta los 2/3 de su capacidad. Y también se procede a compactar con la varilla de acero los 25 golpes en forma helicoidal.
-
Luego se agrega la arena hasta llenar el recipiente incluso un poco más. Y se procede al compactado del mismo con 25 golpes en forma helicoidal.
-
Posteriormente con la varilla de acero se procede a quitar con mucho cuidado el para que quede a nivel del recipiente, a este proceso se le llama Enrasado.
-
Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con la arena compactada.
AGREGADO GRUESO – PIEDRA CHANCADA DE ¾’’ 1. Calibración del recipiente para Agregado Grueso -
Se procede a pesar el recipiente cilíndrico vacío, en donde se colocará la muestra.
-
Luego se le agrega agua hasta llenar el recipiente.
-
Colocamos la placa de vidrio en la parte superior y con una jeringa rellenamos el agua para que esté completamente lleno.
-
Finalmente se pesa el recipiente con el agua.
2. Peso Unitario Suelto [PUS] – Agregado Grueso -
Se procede a pesar el recipiente cilíndrico; la balanza debe de tener una exactitud del 0.1% es decir, 0.01g de precisión.
-
Se pone la piedra chancada en un recipiente, para luego colocarla en el molde cilíndrico.
-
Luego sobre el recipiente se agrega la piedra chancada en forma helicoidal a una altura no mayor de 5 cm de la superficie del recipiente, hasta que esté totalmente lleno.
-
Posteriormente con la varilla de acero se procede a quitar con mucho cuidado el exceso de piedra para que quede a nivel del recipiente, a este proceso se le llama Enrasado.
-
Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con la piedra chancada.
3. Peso Unitario Compactado [PUC] – Agregado Grueso -
Se procede a pesar el recipiente cilíndrico; la balanza debe de tener una exactitud del 0.1% es decir, 0.01g de precisión.
-
Luego se pone la piedra chancada en un recipiente, para luego colocarla en el molde cilíndrico.
-
Luego se introduce la piedra chancada al molde cilíndrico hasta 1/3 de su capacidad. Seguidamente con una varilla de acero de Ø5/8’’ procedemos a golpear 25 veces en forma helicoidal.
-
Luego se sigue agregando la piedra hasta los 2/3 de su capacidad. Y también se procede a compactar con la varilla los 25 golpes en forma helicoidal.
-
Luego se agrega la piedra hasta llenar el recipiente incluso un poco más. Y se procede al compactado del mismo con 25 golpes en forma helicoidal.
-
Posteriormente con la varilla de acero se procede a quitar con mucho cuidado el para que quede a nivel del recipiente, a este proceso se le llama Enrasado.
-
Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con la arena compactada.
V.
CÁLCULO Y RESULTADOS
AGREGADO FINO VOLUMEN DEL MOLDE CILÍNDRICO MUESTRA
PESO DEL MOLDE (Kg)
PESO DEL MOLDE + AGUA (kg)
PESO DEL AGUA (Kg)
FACTOR CALIBRACION DEL AGUA (Kg/m3)
VOLUMEN MOLDE (m3)
Volumen Molde
2.740 Kg
5.455 Kg
2.715 Kg
1000 kg/m3
0.00272 m3
Volumen Molde = Peso del Agua / Factor Calibración del Agua Volumen del Molde = 2.715 [Kg] / 1000 [Kg/m3] => 0.00272 [m3]
PESO UNITARIO SUELTO (PUS) MUESTRA
PESO DEL MOLDE (Kg)
PESO DEL MOLDE + ARENA (kg)
PESO DE LA ARENA (Kg)
VOLUMEN MOLDE (m3)
PESO UNITARIO SUELTO (Kg/m3)
PUS
2.740 Kg
7.515 Kg
4.775 Kg
0.00272 m3
1758.85 Kg/m3
Peso Unitario Suelto = Peso de la Arena / Volumen del Molde P.U.S = 4.775 [Kg] / 0.00272 [m3] => 1758.85 [Kg/m3]
PESO UNITARIO COMPACTADO (PUC) MUESTRA
PESO DEL MOLDE (Kg)
PESO DEL MOLDE + ARENA (kg)
PESO DE LA ARENA (Kg)
VOLUMEN MOLDE (m3)
PESO UNITARIO COMPACTADO (Kg/m3)
PUC
2.740 Kg
7.855 Kg
5.115 Kg
0.00272 m3
1883.98 Kg/m3
Peso Unitario Compactado = Peso de la Arena / Volumen del Molde P.U.C. = 5.115 [Kg] / 0.00272 [m3] => 1883.98 [Kg/m3]
AGREGADO GRUESO VOLUMEN DEL MOLDE CILÍNDRICO MUESTRA
PESO DEL MOLDE (Kg)
PESO DEL MOLDE + AGUA (kg)
PESO DEL AGUA (Kg)
FACTOR CALIBRACION DEL AGUA (Kg/m3)
VOLUMEN MOLDE (m3)
Volumen Molde
7.285 Kg
16.710 Kg
9.425 Kg
1000 kg/m3
0.00943 m3
Volumen Molde = Peso del Agua / Factor Calibración del Agua Volumen del Molde = 9.425 [Kg] / 1000 [Kg/m3] => 0.00943 [m3]
PESO UNITARIO SUELTO (PUS) MUESTRA
PESO DEL MOLDE (Kg)
PESO DEL MOLDE + PIEDRA (kg)
PESO DE LA PIEDRA (Kg)
VOLUMEN MOLDE (m3)
PESO UNITARIO SUELTO (Kg/m3)
PUS
7.285 Kg
20.720 Kg
13.435 Kg
0.00943 m3
1425.46 Kg/m3
Peso Unitario Suelto = Peso de la Piedra / Volumen del Molde P.U.S. = 13.435 [Kg] / 0.00943 [m3] => 1425.46 [Kg/m3]
PESO UNITARIO COMPACTADO (PUC) MUESTRA
PESO DEL MOLDE (Kg)
PESO DEL MOLDE + PIEDRA (kg)
PESO DE LA PIEDRA (Kg)
VOLUMEN MOLDE (m3)
PESO UNITARIO COMPACTADO (Kg/m3)
PUC
7.285 Kg
21.860 Kg
14.575 Kg
0.00943 m3
1546.42 Kg/m3
Peso Unitario Compactado = Peso de la Piedra / Volumen del Molde P.U.C. = 14.575 [Kg] / 0.00943 [m3] => 1546.42 [Kg/m3]
VI.
CONCLUSIONES Los resultados que se obtuvieron son: AGREGADO FINO
:
AGREGADO GRUESO:
- P.U.S. = 1758.75 [Kg/m3] - P.U.C. = 1883.98 [Kg/m3] - P.U.S. = 1425.46 [Kg/m3] - P.U.C. = 1546.42 [Kg/m3]
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.
VII.
BIBLIOGRAFÍA -
ANA TORRE CARRILLO. 2004 Curso Básico de Tecnología de Concreto. Primera Edición. Lima. Universidad Nacional de Ingeniería.
-
HERMAN ZABALETA G. 1992 Compendio de Tecnología del Hormigón. Primera Edición. Santiago. Instituto Chileno de Cemento y H.
-
NORMA TÉCNICA PERUANA NPT. 400.010 2001 AGREGADOS. Extracción y muestras.
preparación
de
-
NORMA TÉCNICA PERUANA NPT. 400.017 1999 AGREGADOS. Método de ensayo para determinar el peso unitario del agregado.
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NORMA INTERNCIONAL ASTM C-29 | MTC E203 1999 AGREGADOS. Determinar Peso Unitarios y % de Vacíos.
ANEXOS
FOTO 1: Seleccionando el material (piedra chancada) para luego empezar el ensayo.
FOTO 2: Enrazando con la varilla de acero el agregado fino (arena gruesa).
FOTO 3: Inyectando agua para luego calcular el volumen del molde.
FOTO 4: Agregando el material a una altura de 5 cm en forma helicoidalmente.
