1º Informe

En el informe asignado se desarrolla la primera práctica de Laboratorio “Determinación de las Propiedades Físicas y Mecánicas de los Agregados” de la cantera ubicada en Baños del Inca borde del río Chonta.

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

ANALISIS FÍSICO Y MECÁNICO DE LAS

PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS.

CAJAMARCA, 05 de Mayo de 2015

CHOLÁN CARUAJULCA, Teófilo Emanuel.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA INGENIERÍA CIVIL

PROPIEDADES FISICO - MECÁNICAS DE LOS AGREGADOS PARA CONCRETO

CANTERA: “RÍO CHONTA”

RESUMEN:

Hoy en día el estudio de los materiales de construcción es muy importante en las obras de construcción civil, ya que de sus propiedades físico-mecánicas de éstos depende la estabilidad de las estructuras.

Es así que en este informe se detalla los procedimientos de las principales propiedades físico-mecánicas de los agregados, dicho estudio de agregados es proveniente de la cantera Río Chonta y que entre ellos se encuentra: su granulometría que es la representación numérica de la distribución volumétrica de partículas por tamaños, mediante este ensayo se determinará la granulometría tanto del agregado fino, como del agregado grueso y es importante para definir el módulo de finura que es el indicador del grosor predominante en el conjunto de partículas de un agregado; su peso específico, que es la relación entre la masa de un volumen unitario del material y la masa igual al volumen de agua destilada, libre de gas, a una temperatura especificada y hay tres tipos (peso específico aparente, peso específico de masa, peso específico de masa saturada superficialmente seca); el contenido de humedad que es la cantidad de agua que contiene el agregado en un momento dado; la absorción que es la capacidad que tienen los agregados para llenar de agua los vacíos permeables de su estructura interna, al ser sumergidos durante 24 horas en ésta y depende de la porosidad de los agregados; el peso unitario de los agregados(fino y grueso) que es el peso del material seco que se necesita para llenar cierto recipiente de volumen unitario(suelto y compactado). Teniendo para cada uno de estos parámetros sus respectivos datos y resultados y logrando los objetivos trazados más adelante.

I. OBJETIVOS:

GENERALES:

Determinar las propiedades físico - mecánicas de los agregados de Cajamarca (cantera aluvial – Río Chonta).

ESPECIFICOS:

Los agregados fino y grueso deberán ser manejados como materiales independientes.

Cumpliendo con los requisitos según normas podemos aplicar estos parámetros en la dosificación de mezclas de concreto.

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II. ALCANCES:

El presente trabajo se ha tratado de hacer de la forma más clara y precisa de tal manera que los resultados que aquí se muestran sirvan para los estudiantes de la carrera de Ingeniería Civil que recién comienzan a enmarcarse en el campo de los agregados, y a otros profesionales que tengan interés en la investigación de las propiedades Físico - Mecánicas de los Agregados.

III. JUSTIFICACION:

La realización de este trabajo está justificada por la gran importancia del ensayo, ya que nos proporciona datos que nos servirán para ser aplicados correctamente en diferentes campos de Ingeniería Civil como por ejemplo en la realización de diseños de mezclas, filtros y otros afines a la construcción.

IV. INTRODUCCION:

Debido a que el concreto está conformado por una pasta de cemento y agua en la cual se encuentran inmersas partículas de un material conocido como agregado, el cual ocupa aproximadamente del 60% - 75% del volumen de la unidad cúbica del concreto.

No obstante el agregado constituye el material de más alto porcentaje que intervienen en la unidad cúbica del concreto, y su estudio es muy importante por la función que desempeña en el comportamiento del concreto.

Además de los efectos sobre las diversas propiedades del concreto las características físico - mecánicas de los agregados tiene efecto importante no solo en el acabado y calidad final del concreto sino también sobre la trabajabilidad y consistencia al estado plástico así como sobre la durabilidad, resistencia, propiedades elásticas y térmicas, cambios de volumen y peso unitario del concreto endurecido.

Los estudios efectuados a partir de diversas investigaciones, nos permiten hoy conocer que el agregado debe estar constituido por partículas limpias y adecuadamente conformadas; que en su estructura deban entrar materiales resistentes y durables, que deben poseer, una granulometría adecuada; tener límites en su capacidad de absorción y de partículas inconvenientes, ser resistentes a la abrasión, inalterabilidad de volumen; debe ser capaz de resistir a cambios físicos o químicos que podría originar rajaduras, hinchazón o ablandamiento del concreto, etc.

Por ello son muy importantes en el proceso constructivo porque la resistencia del concreto depende de la resistencia de los materiales utilizados y uno de ellos es el agregado. Hoy en día se ha vuelto indispensable que se haga un ensayo de los agregados que se van a utilizar en una construcción civil, para poder finalmente decir si son o no aptos para su uso en el concreto.



V. MARCO TEÓRICO:5.1. DEFINICIONES PREVIAS:

5.1.1. AGREGADO FINO:

Provienen de la desintegración natural o artificial de las rocas, estos agregados deben pasar por el tamiz Nº4 y quedar retenidos en la malla Nº 200. La arena es el agregado fino proveniente de la desintegración natural de las rocas.

El agregado fino puede consistir de arena natural o manufacturada, o una combinación de ambas. Sus partículas serán limpias, de perfiles preferentemente angulares, duros, compactos y resistentes. Deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, esquistos, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales u otras sustancias dañinas.

En general es recomendable que la granulometría se encuentre dentro de los siguientes límites:

MALLA PORCENTAJE QUE PASA

9.51 mm. (3/8”) 1004.76 mm. (Nº04) 95 a 1002.36 mm. (Nº08) 80 a 1001.18 mm. (Nº16) 50 a 85600 u.m. (Nº30) 25 a 60300 u.m. (Nº50) 10 a 30

150 u.m. (Nº100)

2 a 10

5.1.2. AGREGADO GRUESO:

Material proveniente de la desintegración natural o mecánica de la roca. Es aquel retenido en el tamiz Nº 4 (4.76mm). La grava es el agregado grueso, proveniente de la desintegración natural de materiales pétreos, encontrándoseles corrientemente en canteras y lechos de ríos depositados en forma natural.

El agregado grueso podrá consistir de grava natural o triturada, piedra partida, o agregados metálicos naturales o artificiales. Sus partículas serán limpias, de perfil preferentemente angular o semi-angular, duras, compactas, resistentes y de textura preferentemente rugosa.

Las partículas deberán ser químicamente estables y deberán estar libres de escamas, tierra, polvo, lino, humus, incrustaciones superficiales, materia orgánica, sales u otras sustancias dañinas.



5.2. ELECCIÓN DE LA CANTERA:

La selección de las canteras deberá incluir estudios de origen geológico; clasificación petrográfica y composición mineral del material; propiedades y comportamiento del material como agregado; costo de operación; rendimiento en relación a la magnitud del proyecto, y posibilidades de abastecimiento del volumen necesario; y facilidad de acceso a la cantera y cercanía de ella a la obra.

Por medio del docente, nosotros los integrantes del grupo de práctica realizaremos el estudio de la Cantera Río Chonta.

Propietario Ing. ACOSTA BARRANTES, José

Geología del lugarMateria fluvial formando terrazas discontinuas de 0.90 m de potencia. Cantos rodados de forma ovoide

5.2.1. UBICACIÓN Y ACCESIBILIDAD:

UBICACIÓN:

La cantera está ubicada con un rumbo S 86 E, con respecto a la ciudad de Cajamarca aproximadamente a 100 m del distrito de Baños del Inca, en el río Chonta se halla constituido de agregado fino (arena) y agregado grueso (grava). Siendo el agregado variable por la temperatura de lluvia.

ACCESIBILIDAD:

La cantera de donde se obtuvo el material está ubicada aproximadamente a 100 m de la carretera a los Baños del Inca, a partir del puente de la carretera de acceso al distrito. Cantera ubicada al costado de la urbanización Hurtado Miller.



5.3. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LOS AGREGADOS PARA CONCRETO:

5.3.1. PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN:

A) DEFINICIONES:

A.1) PESO ESPECÍFICO: Se define como la relación entre la masa de un volumen unitario del material y la masa de igual volumen de agua destilada, libre de gas, a una temperatura especificada.

Según el Sistema Internacional de Unidades el término correcto es Densidad.

A.2) PESO ESPECÍFICO APARENTE (P.e.a): Es la relación de la masa en el aire de un volumen unitario del material, a la masa en el aire (de igual densidad) 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.

A.3) PESO ESPECIFICO DE MASA (P.e.).- 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.

A.4) PESO ESPECIFICO DE MASA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA (P.e.s.s.s).- Tiene la misma definición que el Peso Específico de Masa, con la salvedad de que la masa incluye el agua en los poros permeables.



El peso específico que más se utiliza, por su fácil determinación para calcular el rendimiento del concreto o la cantidad necesaria de agregado para un volumen dado de concreto; es aquel que está referido a la condición de saturado con superficie seca del agregado.

A.5) ABSORCION.- Capacidad que tienen los agregados para llenar de agua los vacíos permeables de su estructura interna, al ser sumergidos durante 24 horas en ésta. La relación del incremento en peso de la muestra seca, expresada en porcentaje, se denomina Porcentaje de Absorción.

Esta particularidad de los agregados, que dependen de la porosidad, es de suma importancia para realizar correcciones en las dosificaciones de mezclas de concreto.

A su vez, la Absorción 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.

A menudo se considera que, los agregados absorben o ceden el agua en defecto o exceso para quedar saturados y superficialmente secos (S.S.S.), antes de que el concreto llegue a fraguar, sin embargo, cuando se trabaja con agregados secos, los poros permeables se pueden obstruir, e impedir que se llegue a la saturación. Es aconsejable, por lo tanto, determinar el porcentaje de absorción entre los 10 y 30 primeros minutos, ya que la absorción total en la práctica nunca se cumple.

B) MÉTODO DE ENSAYO:

MATERIALES Y EQUIPOS:

a) Para el agregado fino:

Balanza, con sensibilidad de 0.1gr. y capacidad no menor de 1Kg. Frasco volumétrico, cuya capacidad sea 500 cm3 calibrado hasta 0.10 cm3 a 20°C. Molde cónico, metálico, diámetro menor a 4 cm, diámetro mayor 9 cm y

altura 7.5 cm. Varilla de metal, con un extremo redondeado, de (25 ± 3) mm. de

diámetro y (340 ± 15) gr. de peso.

b) Para el agregado grueso:

Balanza, con sensibilidad de 0.5gr. y capacidad no menor de 5 Kg. Cesta de malla de alambre, con abertura no mayor de 3 mm.



Depósito adecuado para sumergir la cesta de alambre en agua. Necesitando para ambos ensayos:

Estufa, capaz de mantener una temperatura de 110 C ± 5 oC Termómetro con aproximación de 0.5 oC

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA:

a. Para el agregado fino:

Coloque aproximadamente 1000 gr. de agregado fino, obtenido del agregado que se desea ensayar por el método del cuarteo, en un envase adecuado después de secarlo a peso constante a una temperatura de 100°C, cubra la muestra con agua y déjela en reposo durante 24 horas. Extiéndala sobre una superficie plana expuesta a una corriente suave de aire tibio y remuévala con frecuencia para garantizar un secado uniforme. Continué esta operación hasta que los granos del agregado fino no se adhieran marcadamente entre sí, luego coloque el agregado fino en forma suelta en el molde cónico, golpee la superficie suavemente 25 veces con la varilla de metal y levante el molde verticalmente. Si existe humedad libre, el cono del agregado fino mantendrá su forma. Siga secando, revolviendo constantemente y pruebe a intervalos frecuentes hasta que el cono se derrumbe al quitar el molde. Esto indicará que el agregado fino ha alcanzado una condición de saturado de superficie seca.Si al realizar el primer ensayo el cono de agregado fino se desmorona, es porque la muestra ya no tiene humedad libre, en este caso, añada unos cuantos centímetros cúbicos de agua, y después de mezclarla completamente, deje reposando la muestra unos 30 minutos en un envase bien tapado, para luego repetir el proceso.

b. Para el agregado grueso:

Mediante el cuarteo seleccionar aproximadamente 3 kg rechazando todo el material que pase el tamiz Nº4 (4.76mm).

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO:

a. Para el agregado fino:

Introduzca de inmediato en el frasco una muestra de 500 gr. del material preparado.

Llénelo de agua hasta alcanzar casi la marca de 500 cm3 a una temperatura de 20°C.

Hace rodar el frasco con su respectiva tapa, en este caso sometimos la muestra a la bomba de vacios para eliminar todas las burbujas de aire.

Después de aproximadamente una hora llénelo con agua hasta la marca de 500 cm3 y determine el peso total de agua introducida en el frasco con 0.1 gr. de aproximación.

Con cuidado saque el agregado fino del frasco, séquelo hasta peso constante a una temperatura de 100°C – 110°C, enfríelo a temperatura ambiente en un secador y péselo.




Luego de un lavado completo para eliminar el polvo y otras impurezas superficiales de las partículas, seque la muestra hasta peso constante a una temperatura de 100°C a 110°C y luego sumérjalas en agua durante 24 horas 4 horas. Saque la muestra del agua y hágala rodar sobre un paño grande absorbente, hasta hacer desaparecer toda película de agua visible, aunque la superficie de las partículas aún aparezca húmeda. Seque separadamente los fragmentos más grandes. Tenga cuidado en evitar la evaporación durante la operación de secado de la superficie. Obtenga el peso de la muestra bajo la condición de saturación con la superficie seca. Determínese éste y todos los demás pesos con aproximación de 0.5 gr. Después de pesar, coloque de inmediato la muestra saturada con superficie seca en la cesta de alambre y determine su peso en agua a temperatura de 20 °C a 25°C. Seque la muestra hasta peso constante, a una temperatura de 100°C a 110°C, déjela enfriar hasta temperatura ambiente y pésela.

EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS:

a. Para agregado fino:

V = Volumen del Frasco (cm3)

Wo = Peso en el aire de la muestra secada en estufa (gr.)

Va = Peso en (gr.) o volumen (cm3) del agua añadida al frasco.

a.1) PESO ESPECÍFICO DE MASA (P.e):

P .e= WoV−Va

a.2) PESO ESPECÍFICO DE MASA SATURADA CON SUPERFICIE SECA (P.e.s.s.s)

P .e . s . s . s=500V−Va

a.3) PESO ESPECÍFICO APARENTE (P.e.a.)

P .e .a.= Wo(V−Va )−(500−Wo )

a.4) PORCENTAJE DE ABSORCIÓN (Ab)



Ab=500−WoWo

×100


A = Peso en el aire de la muestra seca al horno (gr)

B = Peso en el aire de la muestra saturada con superficie seca (gr)

C = Peso en el agua de la muestra saturada (gr)

b.1) PESO ESPECÍFICO DE MASA (P.e.)

b.2) PESO ESPECÍFICO DE MASA SATURADA CON SUPERFICIE SECA (P.e.s.s.s.)

b.3) PESO ESPECÍFICO APARENTE (P.e.a.)

b.4) PORCENTAJE DE ABSORCIÓN (Ab %.)

5.3.2. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO:

A) Definición: Es el estudio de la forma en que se encuentran distribuidas las partículas de un agregado.

B) Método de ensayo: Mediante este ensayo se determinará la granulometría tanto del agregado fino, como del agregado grueso.

C) Materiales y Equipo.

Balanza, con sensibilidad de 0.1 % de la muestra a ensayar.

Juego de tamices conformados por:

Para el agregado fino: N°4, N°8, N°16, N°30, N°50, N °100. Para el agregado grueso: 2”, 1 1/2”, 1”, 3/4”, 1/2”, 3/8”.



Una estufa, capaz de mantener una temperatura de 110°C 5°C.

D) PREPARACIÓN DE LA MUESTRA:

La cantidad de muestra a ensayar para el agregado grueso, debe ser el que corresponda al tamaño máximo de las partículas según la tabla:

TAMAÑO MÁX.

DE LAS PARTÍCULAS (mm )

PESO APROX.

DE LA MATERIA (kg)

9.51 (3/8") 2

12.70 (1/2") 4

19.00 (3/4”) 8

25.40 ( 1") 12

37.50 (1 1/2") 16

50 (2") 20

63 (2 1/2") 25

75 (3") 45

90 (3 1/2") 70

Nosotros no escogimos el criterio de esta tabla, sino más bien con un peso de mayor a 5kg.

Para el agregado fino, el peso de la muestra de ensayo debe ser 500gr. como mínimo

E) PROCEDIMIENTO:

Tanto para el agregado grueso como fino:

Colocar el agregado en la estufa a una temperatura de 110°C 5°C hasta conseguir que dos pesadas consecutivas, a una hora de intervalo, no difieran en más de 0.4%.

Colocando la muestra en la malla superior del juego de tamices, dispuestos en forma decreciente, según abertura, se produce al tamizado en forma manual o mecánica, prevaleciendo en caso de duda el primero.



Si el tamizado se realiza en forma manual, se tomará cada tamiz con tapa y base, imprimiéndoles diferentes movimientos de vaivén. No se permitirá en ningún caso, presionar las partículas con la mano para que éstas pasen a través del tamiz.Si en el transcurso de un minuto, no pasa más del 1% en peso del material retenido sobre el tamiz, la operación del tamizado se dará por concluida.

5.3.3 MÓDULO DE FINURA:A) Definición.- Criterio establecido en 1925 por Duff Abrams que dijo a partir de las granulometrías del material se puede intuir una fineza promedio.

El módulo de finura es un parámetro que se obtiene de la suma de los porcentajes retenidos acumulados de la serie de tamices especificados que cumplan con la relación 1:2 desde el tamiz # 100 en adelante hasta el tamaño máximo presente y dividido en 100.

Así mismo el módulo de finura puede considerarse como un tamaño promedio ponderado, pero que representa la distribución de las partículas.

Es preciso mencionar que el módulo de finura está en relación inversa tanto a las áreas superficiales como al valor lubricante del agregado; por lo que la demanda de agua por área superficial será menor, mientras mayor sea el módulo de finura.

B) Especificaciones técnicas.- Se considera que el MF de una arena adecuada para producir concreto debe estar entre 2.3, y 3.1 o, donde un valor menor que 2,0 indica una arena fina 2,5 una arena de finura media y más de 3,0 una arena gruesa. La variación del módulo de finura, no debe exceder de 0.2 de la base del módulo para una determinada obra.

Además se estima que con agregados finos cuyos módulos de finura varían entre 2.2 y 2.8 se obtienen concretos de buena trabajabilidad y reducida segregación, y aquellos que están comprendidos entre 2.8 y 3.2 son los más indicados para producir concretos de alta resistencia.

Las diferentes canteras de Cajamarca presentan una variación con respecto al módulo de finura entre 0.79 a 3.81.

C) Método de ensayo: Este factor empírico, al igual que el tamaño máximo del agregado, se determina junto con el análisis granulométrico.

D) Materiales y Equipo:



El equipo requerido para este ensayo es el siguiente:

Balanza que permita leer con una precisión del 0.1 gr del peso de la muestra. Estufa capaz de mantener una temperatura uniforme de 105 ± 5 ºC. Juego de tamices (Nº 100, Nº 50, Nº 30, Nº 16, Nº 8, Nº 4, 3/8”, 3/4", 1 ½”, 2”, 2 ½”, 3”).

E) Expresión de resultados:

E.1) Para el agregado fino:

M .F=%Ret.acum.(Nº100 , Nº50 ,Nº 30 ,Nº 16 ,Nº 8 ,Nº 4)100

E.2) Para el agregado grueso:

M .F=%Ret.acum.(Nº 4,3/8 ´ ´ ,3 /4 ´ ´ ,11 /2 ´ ´ ,2´ ´)100

5.3.4. TAMAÑO MÁXIMO Y TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL DEL AGREGADO:

A) Definición:

Tamaño Máximo.- Está dado por la abertura de la malla inmediata superior a la que retiene el 15%, ó más del agregado tamizado.

Ha quedado comprobado que cuando se extiende la granulometría del agregado a un tamaño máximo mayor, hasta de una pulgada y media, las necesidades de agua de mezcla se pueden reducir; tal es así que, para una trabajabilidad y riqueza especificada se puede conseguir mayor resistencia, reduciendo la relación agua cemento. Cuando se sobrepasa el tamaño máximo de 1 ½”, los incrementos en resistencia debido a la reducción de agua se compensan por los afectos de la menor área de adherencia y las discontinuidades producidas por los agregados muy grandes.

Tamaño máximo nominal.- Se define como el tamiz más pequeño que produce el primer retenido.



B) Método de ensayo: Esta referido al método de ensayo del análisis granulométrico para los agregados gruesos.

C) Expresión de resultados: El tamaño máximo y el tamaño máximo nominal del agregado, se obtiene como consecuencia del ensayo de análisis granulométrico y puede ser expresado en pulgadas o milímetros.

5.3.5 PESO UNITARIO VOLUMÉTRICO:

A) Definición: Se lo define como el peso del material seco que se necesita para llenar cierto recipiente de volumen unitario. También se le denomina Peso Volumétrico y se emplea en la conversión de cantidades en peso a cantidades en volumen y viceversa. El peso unitario de los agregados está en función directa del tamaño, forma y distribución de las partículas, y el grado de compactación (suelto o compacto).

B) Equipo:

Balanza, que permita lecturas de por lo menos 0.1% del peso de la muestra.

Barra compactadora de acero, circular, recta, de 5/8” de diámetro y 60 cm de largo, con un extremo redondeado.

Recipiente cilíndrico y de metal, suficientemente rígido para condiciones duras de trabajo.

C) Calibración del recipiente: El recipiente se calibrará determinando con exactitud el peso del agua requerida para llenarlo a 16.7°C. Para cualquier unidad, el factor (f) se obtendrá dividiendo el peso unitario del agua a 16.7°C (1000kg/m3) por el peso del agua a 16.7 °C necesario para llenar la medida.

f=1000Kg/m3

Wa(16 .7 ° C )

Dónde:

Wa = Peso del agua para llenar el recipiente a 16.7°C.

D) Preparación de la muestra: Para la determinación del peso unitario, la muestra deberá estar completamente mezclada y seca a temperatura ambiente.



E) Procedimiento de ensayo:

E.1) PESO UNITARIO SUELTO.

El siguiente procedimiento se empleará en agregados que tengan un tamaño máximo no mayor de 10 cm.

Llenar el recipiente con una pala hasta rebosar, dejando caer el agregado desde una altura no mayor de 5cm. por encima del borde superior del recipiente. Tomar las precauciones necesarias para impedir en lo posible la segregación de las partículas.

Eliminar el excedente del agregado con una rejilla. Determinar el peso neto del agregado en el recipiente (Ws). Obtener el peso unitario suelto del agregado, multiplicando por el

factor (f).

E.2) PESO UNITARIO COMPACTADO.

Existen dos procedimientos para determinar el peso unitario compactado. El método de apisonado, para agregado cuyo tamaño máximo no sea mayor de 5 cm. y el método de percusión, para agregado cuyo tamaño máximo está comprendido entre 5cm. y 10 cm. A continuación se describe el primer método, por ser el más utilizado.

METODO DE APISONADO

Llenar el recipiente hasta la tercera parte y nivelar la superficie con la mano, apisonar la muestra con la barra compactadora mediante 25 golpes distribuidos uniformemente sobre la superficie. Llenar hasta 2/3 partes del recipiente y compactar nuevamente con 25 golpes como antes. Luego se llenará la medida hasta rebosar, golpeándola 25 veces con la barra compactadora (varilla de acero de 16 mm de ancho y 60 cm de longitud), se enrasa el recipiente utilizando la barra compactadora como regla y desechando el material sobrante.

Cuando se apisona la primera capa, se procurará que la barra no golpee el fondo con fuerza en las últimas capas, sólo se empleará una fuerza suficiente para que la barra compactadora penetre en la última capa del agregado en el recipiente (Wa), para finalmente obtener el peso unitario compacto del agregado al multiplicar dicho peso por el factor (f) calculado anteriormente.



EXPRESIÓN DE RESULTADOS:

P.U. = Ws.(f)

Dónde:

Ws : Peso neto del agregado

f : Factor (f)

P.U. : Peso unitario

5.3.6 CONTENIDO DE HUMEDAD:

A) Definición: Es la cantidad de agua que contiene el agregado en un momento dado. Cuando dicha cantidad de agua se expresa como porcentaje de la muestra seca (en estufa), se le denomina Porcentaje de Humedad, pudiendo ser mayor o menor que el porcentaje de absorción. Los agregados generalmente se los encuentra húmedos, y varían con el estado del tiempo, razón por la cual se debe determinar frecuentemente el contenido de humedad, para luego corregir las proporciones de una mezcla.

a) SECO: No existe humedad alguna en el agregado. Se lo consigue mediante un secado prolongado en una estufa a una temperatura de 105 5°C.

b) SECO AL AIRE: Cuando existe algo de humedad en el interior del árido. Es característica, en los agregados que se han dejado secar al medio ambiente. Al igual que en el estado anterior, el contenido de humedad es menor que el porcentaje de absorción.

c) SATURADO Y SUPERFICIALMENTE SECO: Estado en el cual, todos los poros del agregado se encuentran llenos de agua, condición ideal de una agregado, en la cual no absorbe ni cede agua.

d) HÚMEDO: En este estado existe una película de agua que rodea el agregado, llamada agua libre, que viene a ser la cantidad de exceso, respecto al estado saturado superficialmente seco. El contenido de humedad es mayor que el porcentaje de absorción. El agregado fino retiene mayor cantidad de agua que el agregado grueso.

B) Materiales y Equipo:

Balanza con sensibilidad de 0.1 gr. y cuya capacidad no sea menor de 1Kg.

Recipiente adecuado para colocar la muestra de ensayo. Estufa, a temperatura de 105oC a 110 0C.



C) Procedimiento de ensayo:

Se colocará la muestra húmeda a ensayar en un depósito adecuado determinándose dicho peso (peso del recipiente + muestra húmeda).

Llevar el recipiente con la muestra húmeda a una estufa, para secarla durante 24 horas a una temperatura de 110°C 5°C.

Pesar el recipiente con la muestra seca (peso recipiente + muestra seca) y determinar la cantidad de agua evaporada.

H = [(Peso recipiente + M. Húmeda) - (Peso recipiente + M. seca)]

Determinar luego, el peso de la muestra seca.MS = (Peso recipiente + M. seca) - (Peso Recipiente)

D) Expresión de resultados: El contenido de humedad está dado por:

%W= HMS

×100

Dónde:H = Peso del agua evaporadaMS = Peso de la muestra seca

%W = Porcentaje de humedad.

5.3.7 CONTAMINACIÓN DE LOS AGREGADOS:

Son sustancias perjudiciales que se encuentran en los agregados y disminuyen las propiedades del Concreto, tanto, en su elaboración como en su comportamiento futuro. Estas sustancias pueden ser: materiales muy finos, materias orgánicas, partículas suaves, desmenuzables y ligeras.

CANTIDAD DE FINOS

A) Definición: Es la cantidad de partículas que pasan la malla Nº 200, es decir Limos y Arcillas. Estas partículas pueden ser eliminadas del agregado mediante lavado. Se les cuantifica mediante el lavado y tamizado por la malla Nº 200.

B) Fundamento teórico:

F=WO−WFWO

Dónde:

F: Porcentaje de material que pasa el tamiz Nº 200

Wo: Peso seco de la muestra original

Wf: Peso seco de la muestra después del lavado



C) Equipo: Tamiz Nº 200 Estufa Balanza

D) Procedimiento:

- Seleccionar una muestra, secarla al horno durante 24 horas y determinar su peso.

- Lavar la muestra por el tamiz Nº 200 en agua corriente.- Llevar la muestra lavada a la estufa y dejar secar hasta peso constante

y registrar el peso de la muestra seca- Repetir el ensayo cuantas veces sea necesario.

VI. PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS:

6.1. PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN:

6.1.1 Datos y resultados obtenidos en laboratorio:

A. AGREGADO FINO:

ENSAYO 1º

Wo = Es el peso en el aire de la muestra secada al horno en gramos 493.1

V = Volumen del frasco (cm3) 500.00

Va = Peso en gramos o volumen (cm3 del agua añadida al frasco) 302.6

a. Peso Específico de Masa(gr/cm3):

Pe = Wo/(V-Va) 2.498

b. Peso específico de Masa Saturada con su superficie seca(gr/cm3):

P.e.s.s.s = 500/(V - Va) 2.533

c. Peso Específico Aparente(gr/cm3):

Pea = Wo/[(V-Va)-(500-Wo)] 2.588

d. Absorción (%):

Ab = [(500 - Wo)*100] / Wo 1.399

B. AGREGADO GRUESO:


Peso de muestra SSS 500Peso de fiola 211.6Fiola + agua + muestra 1014.2Volumen de agua añadida 302.6


ENSAYO 1º

A = peso en el aire de la muestra seca al horno (gr.) 4984.6

B = peso en el aire de la muestra saturada

con superficie seca (gr.) 5030

C = peso en el agua de la muestra saturada en (gr.) 3052

a. Peso Específico de Masa(gr/cm3):

2.52Pe = A/(B-C)

b. Peso específico de Masa Saturada con su superficie seca(gr/cm3):

2.54Pe.s.s.s = B/(B-C)

c. Peso Específico Aparente(gr/cm3):

2.58Pea = A/(A-C)

d. Absorción (%):

0.9Ab = [(B-A)x100]/A

6.1.2. Discusión de resultados: Como podemos observar los resultados obtenidos son aceptables según especificaciones técnicas ya que están comprendidos dentro de los rangos admisibles como son:

En los agregados de Cajamarca el peso específico varía de 2.45 a 2.71 gr/cm3.

El porcentaje de absorción de los agregados, comúnmente se halla en el intervalo (0.20% - 3.50%), pero en las canteras de Cajamarca varían entre 0.87% y 2.75%.

6.2. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO:



6.2.1 Datos y resultados obtenidos en laboratorio:

Agregado FinoPeso de la muestra: 2000 gr

MallaPeso

retenido(gr)

Peso corregido

retenido(gr)

% retenido parcial

% retenido acumulado

% que pasaNª (mm)

3\8 9.52 0 0 0 0 100.004 4.76 116 116.571 5.83 5.83 94.178 2.36 250 250.571 12.53 18.36 81.64

16 1.18 260 260.571 13.03 31.39 68.6130 0.6 480 480.571 24.03 55.41 44.5950 0.3 525 525.571 26.28 81.69 18.31

100 0.15 285 285.571 14.28 95.97 4.03cazoleta 80 80.571 4.03 100.00 0.00SUMAS: 1996 2000 100

error: 4corrección: 0.571

A) AGREGADO FINO:

MODULO DE FINURA (MF):

MF=%Re t . Acu(N ° 4+N ° 8+N °16+N ° 30+N °50+N °100 )100

M .F=5.83+18.36+31.39+55.41+81.69+95.97100

⟹M. F=2.887



0.01 0.1 1 100

2

4

6

8

10

12CURVA GRANULOMETRICA-AGREGADO FINO

muestra

DIAMETRO DE MALLA(mm)

% P

ASA

0.01 0.1 1 100

20

40

60

80

100

120

10094

82

69

45

18

4

100100100

85

60

30

10

MUESTRA EN EL USO GRANULOMETRICO

uso inferior

uso superior

muestra


% P

ASA



B) AGREGADO GRUESO:

Agregado gruesoPeso de la muestra: 3000 gr

MallaPeso retenido(gr) Peso corregido

retenido(gr)% retenido

parcial% retenido acumulado % que pasa

Nª (mm)

2 50 0.0 0 0 0 100.001 1/2 37.5 220.0 220.141 7.34 7.34 92.66

1 25.4 983.4 983.543 32.78 40.12 59.883/4" 19 760.7 760.843 25.36 65.48 34.52"1/2" 12.7 752.2 752.343 25.08 90.56 9.443/8" 9.5 234.8 234.988 7.83 98.40 1.60

cazoleta 48 48.141 1.60 100.00 0.00SUMAS: 2999.153 3000 100.00

error: 0.847corrección: 0.141

MODULO DE FINURA (Mf):

MF=%Re t . Ac (11 /2+3/4+3 /8+ matrix { {} ##} N°4 \) + 500} over { 100} } } { ¿¿¿M .F=0+7.34+65.48+98.40+600

100

M .F=7.712

5 500.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

100.0092.66

59.88

34.52

9.441.60

CURVA GRANULOMETRICA-AGREGADO GRUESO

muestra


% P

ASA



5 500

20

40

60

80

100

120

100.0092.66

59.88

34.52

9.441.60

100100

87

70

45

30

10095

52

35

20

10

MUESTRA EN EL USO GRANULOMETRICO

uso inferior

uso superior

muestra


% P

ASA

6.3. TAMAÑO MAXIMO Y TAMAÑO MAXIMO NOMINAL DEL AGREGADO:

El tamaño máximo del agregado es = 1 1/2” (37.50 m.m.) Tamaño máximo nominal del agregado es = 1 1/2” (37.50 m.m.)

6.4. PESO UNITARIO VOLUMÉTRICO:

CALCULO DEL FACTOR (f):Volumen del recipiente cilíndrico = 2300 cm3

Peso del agua = 2300 gr.

Entonces: f = 0.4348 cm-3

6.4.1 PESO UNITARIO SUELTO:

A) AGREGADO FINO:

ENSAYO Nº1

Peso del recipiente (gr.) 3885

Peso del recipiente + material(gr.) 7740

Peso del material (gr.) 3855

Factor (f) 0.4348

Peso Unitario Suelto (Kg/m3) 1 676.1



B) AGREGADO GRUESO:

ENSAYO Nº1




Factor (f) 0.1042

Peso Unitario Suelto (Kg/m3) 1545.8

6.4.2 PESO UNITARIO COMPACTADO:

A) AGREGADO FINO:

ENSAYO Nº1

Volumen del recipiente (cm3) 2306.76




Peso Unitario Compactado(Kg/m3) 1845

B) AGREGADO GRUESO:

ENSAYO Nº1

Volumen del recipiente (cm3) 9901.91




Peso Unitario Compactado(Kg/m3) 1567

6.5. CONTENIDO DE HUMEDAD (W):

A) AGREGADO FINO:



AGREGADO FINO

Peso del Recipiente en gramos 27.9

Peso de (M. Hum. + recipiente) (gr) 263.8

Peso de (M. Seca + recipiente) (gr) 260

Peso del agua (gr) 3.8

Contenido de Humedad (%) 1.64

B) AGREGADO GRUESO:

AGREGADO GRUESOPeso del Recipiente en gramos 27.9

Peso de (M. Hum. + recipiente) (gr) 264.9

Peso de (M. Seca + recipiente) (gr) 263.3

Peso del agua (gr) 1.5

Contenido de Humedad (%) 0.6

6.6. CANTIDAD DE FINOS:

VII. CONCLUSIONES:

PARA EL AGREGADO FINO:

Peso Específico de Masa = 2.498 gr/cm3

Absorción = 1.399 %Módulo de Finura(MF) = 2.887 Peso Unitario suelto = 1671 kg/m3

Peso Unitario compacto = 1845 kg/m3

Humedad = 1.64 %

PARA EL AGREGADO GRUESO:

Peso Específico de masa (promedio) = 2.52 gr/cm3.Absorción = 0.9 %Módulo de Finura = 7.712Tamaño máximo = 1 ½´´.


ENSAYO 1W muestra inic. (g)

84.1

W muestra final (g)

81.5

Cant. Finos (g) 2.6% Finos 3.09


Peso Unitario suelto = 1499 kg/m3

Peso Unitario compacto = 1567 kg/m3

Humedad = 0.6 %

En general, los agregados, tanto fino como grueso cumplen los requisitos para la elaboración de concreto.

Gracias al desarrollo de este tipo de ensayos, nos ayuda a comprender e interpretar mejor el significado e importancia de los componentes utilizados en la elaboración de concreto.

El material extraído de la cantera contiene un material bueno para la elaboración de concreto.

RECOMENDACIONES:

En el laboratorio hubo una temperatura mayor a 16.7oC, siendo lo recomendado 16.7oC, produciéndose un error en el cálculo del factor para el peso unitario, ya que este valor varía con la temperatura.

La balanza debe ser calibrada adecuadamente a la hora de pesar las muestras de agregado, pudiendo ser un error los cálculos por la aproximación de la balanza en algunos casos en 5gr.

Zarandear bien la muestra en el análisis granulométrico. Cepillar el tamiz después de zarandear para obtener el porcentaje

retenido de muestra más exacto. Más que todo se recomienda poner de nuestra parte y tomar en serio

todos los ensayos a realizar, ya que de los resultados obtenidos hoy dependerán los resultados a obtener más adelante como es el diseño de mezclas.

VIII. ANEXO FOTOGRAFICO:



Fotografía Nº 01 – 02: Pesamos los instrumentos a usar en el ensayo.

Fotografía Nº 03 – 04: Pesamos los materiales a usar en el ensayo.



Fotografía Nº 05 – 06: Peso Unitario Volumétrico del agregado fino.

Fotografía Nº 07 – 08: Secado del agregado fino y peso de tamices.

IX. BIBLIOGRAFÍA USADA:

LIBROS CONSULTADOS: ABANTO CASTILLO, Flavio. -TECNOLOGÍA DEL CONCRETO: Teoría y

Problemas. Editorial San Marcos - Perú – Lima – 2000

LEZAMA LEIVA, José. -TECNOLOGÍA DEL CONCRETO – Editorial UNC- Perú - Cajamarca-1996.

APUNTES DE CLASE.

PAGINAS WEB CONSULTADAS: www.monografias.com/ensayosagregadosconcreto

www.Wikipedia.com/agregados

www.wikipedia.com/granulometriamodulofinura


http://www.monografias.com/ensayosagregadosconcreto

Documents

1º Informe