UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFACULTAD DE INGENIERIAS FISICOMECANICAS

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

CARACTERIZACIN DE MATERIALES I

INFORME N 4NTC 92. DETERMINACIN DE LA MASA UNITARIA Y LOS VACOS ENTRE PARTCULAS DE AGREGADOSNTC 176. MTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD Y LA ABSORCIN DEL AGREGADO GRUESONTC 237. MTODO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD Y LA ABSORCIN DEL AGREGADO FINO

Presentado a:Ing. SERGIO ANDRS VANEGAS HERRERA

Presentado por:Cristian Andres Gomez Beltran 2113512Elkin Adrin Pea Leal 2101877Edward Alexis Barn Corredor 2110893Grupo: B3

PRIMER SEMESTRE DEL 201421 DE AGOSTO DEL 2014BUCARAMANGA

INTRODUCCION

Los materiales de construccin son cuerpos que integran una obra cualquiera sea su naturaleza, composicin y formas. Antes de realizar cualquier obra siempre se debe realizar un ensayo de laboratorio, y el siguiente informe trata del peso unitario, la absorcin y la gravedad especfica del agregado grueso.

Dicho informe tiene como finalidad dar a conocer el mtodo de ensayo para determinar por secado el contenido de humedad total en el agregado as como tambin el clculo del peso especfico.

La gravedad especfica, usualmente no es utilizada como un parmetro de la calidad de los agregados, sino ms bien se usa este dato para poder realizar clculos del proporcionamiento que deben tener los agregados en el concreto. Multiplicando la gravedad especfica por la densidad del agua y dividiendo este producto por el peso del agregado podemos obtener el volumen absoluto que se requiere del agregado, siendo esta una de las formas prcticas para proporcionar y disear mezclas de concreto, cabe rescatar el proporcionamiento por peso como otra de las formas que existen.

Para elaborar un diseo de mezcla es indispensable conocer el contenido de aire, debido a que a mayor contenido de aire menor ser la resistencia del concreto y de acuerdo a esto es la razn por la que se necesita conocer las masas unitarias.

Ahora, cada proceso se hace de acuerdo a las Norma Tcnica Colombiana 92 y 237; Siguiendo los parmetros e indicativos de las mismas.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Determinar el peso unitario, gravedades especficas, porcentajes de absorcin y porcentajes de vacos de suelos gruesos y suelos finos aplicando las normas NTC 92, NTC 176 y NTC 237.

OBJETIVO ESPECFICOS:

Conocer la importancia que tienen algunas propiedades del suelo, tales como, porcentaje de absorcin y porcentaje de vacos, que las hacen ms favorables para su uso en las mezclas de concreto.

Calcular los parmetros que son necesarios para la determinacin de los porcentajes de absorcin y de vacos en suelos granulares y suelos finos.

MARCO TEORICO

Densidad relativa: La utilizacin de esta importante propiedad es para la determinacin de volmenes de los agregados ya que estos se les dificulta medir de forma directa debido a su irregularidad, pero conociendo esta propiedad y el peso del material que es fcil de encontrar, se determina fcilmente el volumen de una manera ms exacta que cualquier otro tipo de mtodo.Densidad relativa aparente: Es la relacin del peso solido del material entre el peso volumtrico del agua, al igual que la gravedad especifica esta es adimensional, la gravedad aparente del suelo es un buen indicador de ciertas importantes caractersticas del suelo, como: porosidad, grado de aireacin y capacidad de infiltracin.En los diferentes tipos de agregados los valores bajos de densidad aparente implican materiales bien porosos, mientras que valores altos quiere decir el material es compacto, poco poroso y la infiltracin del agua es lenta.Densidad relativa en condicin saturada superficialmente seca (sss): Esta densidad relativa al igual que las otras dos es adimensional y relaciona el peso del material en la condicin superficialmente seca entre el peso volumtrico de todo el material.Absorcin: Es el aumento en el peso de los agregado debido al agua en los poros del material ,pero sin incluir el agua adherida a la superficie exterior de la partculas expresado como un porcentaje del peso seco. Este es usado en proporcionar las mezclas de concreto en la cual los agregados se encuentran en su condicin de humedad natural, una aplicacin prctica de absorcin, es para un costo y presupuesto ms exacto. Peso unitario suelto (PUS): Se denomina PUS cuando para determinarlo se coloca el material seco suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y a continuacin 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 compactacin incrementando as el grado de acomodamiento de las partculas de agregado y por lo tanto el valor de la masa unitaria. Este es importante desde el punto de vista diseo de mezclas ya que con l se determina el volumen absoluto de los agregados por cuanto estos van a estar sometidos a una compactacin durante el proceso de colocacin del hormign.Este valor se usara para el conocimiento de volmenes de materiales apilados y que estn sujetos a acomodamiento o asentamiento provocados por el, transita sobre ellos o por la accin del tiempo.Tambin el valor del peso unitario compactado, es de una utilidad extraordinaria para el clculo de por ciento de vaco de los materiales.Principio Arqumedes: Es un principio fsico que afirma que: Un cuerpo total o parciamente sumergido en un fluido en reposo; recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja. Esta fuerza recibe el nombre de fuerza de empuje hidrosttico o de Arqumedes, y se mide en newton (en el SI). El principio de Arqumedes se formula as:

Donde E es el empuje, pf es la densidad del fluido, V el volumen del fluido desplazado por algn cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g es la aceleracin de la gravedad y m la masa existente en ese lugar. El empuje acta verticalmente hacia arriba y esta aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.

PROCEDIMIENTO

AGREGADO GRUESOPeso Unitario.Lavara la muestra de ensayo hasta asegurar que han sido eliminados el polvo u otros recubrimientos superficiales de las partculas, luego secar las partculas con un pao absorbente de gran tamao hasta que se elimine el agua superficial visible.

Peso unitario de agregado suelto.1. Se determina la masa del recipiente vaco y se registra este valor.2. Se llena el recipiente hasta el desborde por medio de una pala o cuchara, descargando el agregado desde una altura que no exceda a los 50mm sobre el borde superior del recipiente. Se debe evitar en lo posible la segregacin de los agregados que componen la muestra.3. Se nivela la capa superficial de forma manual utilizando la barra. 4. Se determina la masa del recipiente ms su contenido y se registra este valor.

Peso unitario de agregado compactado.1. Se determina la masa del recipiente vaco y se registra ese valor.2. Se llena el recipiente con la muestra hasta un tercio de su capacidad y se nivela la superficie con los dedos.3. Se efecta la compactacin de la capa de agregado mediante 25 golpes de la varilla distribuidos uniformemente en toda la superficie del material.4. Se continua el llenado del recipiente hasta 2/3 de su capacidad y se compacta esta segunda capa con 25 golpes de varilla, sin penetrar en la capa previamente ya compactada.5. Finalmente, se vuelve a llenar el recipiente hasta que desborde y se compacta con 25 golpes de la varilla, sin penetrar en la capa previa ya compactada.6. Se nivela la capa superficial del agregado en forma manual utilizando la varilla, de manera de enrasara con el borde superior del recipiente. 7. Se determina la masa del recipiente ms su contenido y se registra este valor.

Volumen del Recipiente1. Se pesa el recipiente y el vidrio a la vez y se registra este valor .2. Se llena el recipiente con agua hasta que rebose y tapamos la superficie con un vidrio deslizndolo sobre el borde de esta.3. Revisamos que no quede ninguna burbuja de agua de ser as repetimos el paso anterior.4. Se pesa y se registra este valor.

Gravedad Especfica.1. Se toma el peso de la canasta (recipiente) y se registra este valor. 2. Se pesa una muestra de 5000g de agregado grueso.3. Se engancha la canasta en la balanza y se sumerge dicha canasta en el agua.4. Se calibra la balanza moviendo los pesos en su otro extremo y se registra el valor de la masa.5. Se repite el paso anterior pero adicionndole la muestra de agregado a la canasta y se registra este valor.6. Luego se coloca la muestra en el recipiente y se lleva al horno a 25c por 5 horas aproximadamente. 7. Se saca la muestra del horno, dejando enfriar unos minutos.8. Se pesa la muestra previamente sacada del horno y se registra este valor.

AGREGADO FINOPara determinar la masa unitaria y densidades para agregados finos, seguimos los mtodos establecidos por las normas tcnicas colombianas 92 y 237 con el fin de obtener un resultado estandarizado.Peso unitario Procedimiento por paleoEsta norma determina la masa unitaria en condicin suelta y el clculo de los vacos entre las partculas de agregados finos.1. Se pesa el molde vaco y se registra este valor.2. Se vierten los agregados finos al molde de manera que quede totalmente lleno, con varilla de apisonamiento redonda se nivela la superficie.3. Se toma la medida de la masa con la balanza digital ya calibrada.4. Se repite este mismo procedimiento para obtener otras dos medidas de la masa, con el fin de calcular un promedio y tener un valor con mayor precisin.5. Luego se llena el molde con agua de manera que rebose, con una placa de vidrio retiramos el exceso de agua y burbujas emergentes en el molde, se lleva a la balanza digital y se toma la medida del volumen, con el fin de hacer una relacin entre la masa promedio y el volumen que ocupa, el cual nos proporcionar la Masa Unitaria.

Procedimiento por apisonamientoEsta norma determina la masa unitaria en condicin compactada y el clculo de los vacos entre las partculas de agregados finos.1. Se agrega el agregado al molde distribuidos en tres capas, en donde la primera capa haciendo uso de una varilla de acero con punta redonda, se procede a dar pisones verticales aproximadamente 25 pisones de tal manera que las partculas queden compactada y ordenas de la mejor manera.2. Se realiza este mismo procedimiento para las dos capas faltantes, terminando de llenar el molde se procede a calcular su masa en la balanza. Y de igual manera se hacen para otras dos mediciones de la masa compactada de manera que se pueda hacer un promedio y arrojar una medida con una mayor precisin.3. Teniendo ya el volumen calculado en la primera parte se calcula la Masa Unitaria de las partculas compactadas.

Densidad y absorcin de los agregados finos (ntc 237)1. Los agregados finos se sumergen en agua durante 24 horas asegurando la saturacin de sus poros.

2. Se extiende la muestra en una superficie plana no absorbente expuesta a una corriente de aire constante, y se revuelve con frecuencia con el fin de que su secado sea homogneo, haciendo uso de un molde cnico.

3. Se llena por paleo el molde cnico anteriormente mencionado, se apasiona ligeramente el agregado fino con 25 cadas leves de pisn, luego se retira de manera rpida y verticalmente, s la muestra se desarma al instante significa que se encuentra superficialmente seco, si no, se debe seguir en el proceso de secado por ventilacin.

4. Se llena el picnmetro parcialmente con agua y se pesa. Luego se saca aproximadamente 2/3 del agua y se introduce dentro del picnmetro 500 g 10 g de agregado saturado y superficialmente seco, y se llena con agua adicional hasta llegar a la marca. Se gira, invierte y agita el picnmetro para eliminar todas las burbujas de aire se determina la masa total del picnmetro, con la muestra y el agua.

Se vierte el agregado fino en un recipiente y posteriormente se lleva al horno durante dos horas, se toma la medida de la masa en la balanza digital y se procede hacer los debidos clculos para la determinacin de la densidad

CALCULOS TIPO

AGREGADO GRUESO

PESO UNITARIO CALIBRACION DEL MEDIDOR.P1 = PESO DEL MEDIDOR + VIDRIOP2 = PESO DEL MEDIDOR+ VIDRIO + AGUAV = VOLUMEN DEL MEDIDOR = P1 = 3,047 [Kg]P2 = 5,869 [Kg]V = 2,822 x10-3 [m3]

DATOS

Pm = PESO DEL MEDIDOR VACIOPC = PESO DEL MEDIDOR + MATERIAL SSS COMPACTADO PS = PESO DEL MEDIDOR + MATERIAL SSS SUELTOPUC = PESO UNITARIO DEL AGREGADO SSS COMPACTADOPUS = PESO UNITARIO DEL AGREGADO SSS SUELTO Pm = 2,560 [Kg]PC = 7,1227 [Kg]PS = 6,628 [Kg]PUC = = 1616,832[Kg/m3]PUS = = 1441,531 [Kg/m3]

GRAVEDADES ESPECIFICAS DATOS A = PESO DE LA MUESTRA EN CONDICION SSS EN EL AIREPa = PESO DE LA CANASTA SUMERGIDA EN EL AGUAPb = PESO DE LA CANASTA + MUESTRA SSS SUMERGIDA EN EL AGUAB = PESO DE LA MUESTRA EN AGUA C = PESO DE LA MUESTRA SECADA AL HORNO, EN EL AIRE

A = 5000 [g]Pa = 1800 [g]Pb = 4870 [g]B = Pb Pc = 3070 [g]C = 4944 [g]

CALCULOSGRAVEDAD ESPECFICA REAL GER = GRAVEDAD ESPECFICA APARENTEGEA = GRAVEDAD ESPECFICA APARENTE SSSGEA .SSS = = 2,591ABSORCION EN % =

% DE VACIOS = S = GRAVEDAD ESPECIFICA BULKM = MASA UNITARIA AGREGADOW = DENSIDAD DEL AGUA = 998 [Kg/m3]% VACIOS =

AGREGADO GRUESO

SG REAL

SG APARENTE

SG APARENTE SSS2,591

PUC1616,832

PUS1441,531

% ABSORCION

% VACIOS

AGREGADO FINOPeso unitarioCalibracin del medidor.P1 = PESO DEL MEDIDOR + VIDRIOP2 = PESO DEL MEDIDOR+ VIDRIO + AGUAV = VOLUMEN DEL MEDIDOR = P1 = 3,047 [Kg]P2 = 5,869 [Kg]V = 2,822 x10-3 [m3]

Datos

Pm = PESO DEL MEDIDOR VACIOPC = PESO DEL MEDIDOR + MATERIAL SSS COMPACTADO PS = PESO DEL MEDIDOR + MATERIAL SSS SUELTOPUC = PESO UNITARIO DEL AGREGADO SSS COMPACTADOPUS = PESO UNITARIO DEL AGREGADO SSS SUELTO Pm = 2,560 [Kg]PC = 7,094 [Kg]PS = 6,408 [Kg]PUC = = 1606,874 [Kg/m3]PUS = = 1363,571 [Kg/m3]

GRAVEDADES ESPECIFICAS DATOS A = PESO DEL FRASCO + AGUA HASTA LA MARCA, EN EL AIREB = PESO DE LA MUESTRA EN CONDICIO SSS, EN EL AIRE C = PESO DE LA MUESTRA, FRASCO Y AGUA AGREGADA HASTA LA MARCA, EN EL AIRED = PESO DE LA MUESTRA SECADA AL HORNOA = 652,9 [g]B = 500 [g]C = 956.5 [g]D = 487 [g]CALCULOSGRAVEDAD ESPECFICA REAL GER = GRAVEDAD ESPECFICA APARENTEGEA = GRAVEDAD ESPECFICA APARENTE SSSGEA .SSS = ABSORCION EN % =

% DE VACIOS = E = GRAVEDAD ESPECIFICA APARENTE SSSF = PESO UNITARIO DEL AGREGADO SSS COMPACTADO

% VACIOS

AGREGADO FINO

SG REAL2.655

SG APARENTE2.480

SG APARENTE SSS2.546

PUC1606.874

PUS1363,571

% ABSORCION2.669%

% VACIOS36.886%

CONCLUSIONES

Se puede mencionar que el peso unitario es una propiedad fsica de gran importancia en la dosificacin de los agregados dentro del hormign.

Para evitar errores en las lecturas de los pesos se recomienda realizar todas las pesadas en una sola balanza y hacer varias tomas para luego sacar un promedio.

Se puede ver en los resultados que la densidad relativa de nuestra muestra fue de 2.7026, el rango de aceptacin de agregados gruesos es de 2,33 a 2,75.

La gravedad especifica aparente fue de 2.6365, esta gravedad define que tan poroso est el material, mientras mayor sea menor sern los huecos que presente el agregado.

La absorcin que presento el agregado fue de 0,9285 y el rango de aceptacin para este est entre 0% y 3%, lo cual cumple y esto implica que el material es apto para cualquier tipo de construccin.

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