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Laboratorio N°1 Agregados para concreto

Trabajo de Investigación de la Asignatura Materiales de Construcción GRUPO N°2

Docente: Morales Galiano de Mestanza, Nayda Susana

INTEGRANTES: Vásquez Bernal, Miguel……………………….…...cod. U17305206 Espinoza Bendezu, Vladimir…………………....…cod. 1637863 Ayti Romero, Daniel…………………………….…..cod. U17213787 Meza Puente, Efraín…………………………….….cod. U17205571 Pacompia Mamani, Hugo……………………….....cod. U18216384 Mendoza Porta, Rudy………………………………cod. U17213955

Lima 12 de junio del 2019

ÍNDICE

I. II.

INTRODUCCIÓN

LOGRO DE LA PRACTICA ➢ Objetivos generales. ➢ Objetivos específicos.

III.

ENSAYOS REALIZADOS Granulometría  Materiales  Procedimiento Peso Unitario  Materiales  Procedimiento Humedad Natural  Materiales  Procedimiento Humedad de Absorción  Materiales  Procedimiento

IV.

RESULTADOS OBTENIDOS  Tablas de Resultados y graficas

V. VI.

EVALUACION DE RESULTADOS COMENTARIOS Y CONCLUSIONES  Conclusiones  Posibles fuentes de error  Aplicaciones en construcción

VII. VIII.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ANEXOS

I. INTRODUCCIÓN

Como bien se sabe en toda construcción siempre es primordial hacer un estudio de todos los factores a los cuales estará sometida nuestra estructura, siendo primero el estudio de los materiales de construcción ya que cuando es sometido a cargas externas puede experimentar deformaciones; por lo que; si no es tratado adecuadamente puede ocasionar distintos accidentes.

La mecánica de suelos se basa en la experimentación lo cual nos facilita ensayos y procedimientos para poder determinar las distintas propiedades físicas y mecánicas de un suelo. Este ensayo tiene por finalidad, determinar la distribución de tamaño de partículas de suelo. II. LOGRO DE LA PRÁCTICA

Objetivos generales:  Determinar el análisis granulométrico del agregado en estudio  Determinar las características necesarias para la clasificación del suelo: diámetros representativos, % retenido, límite líquido, límite plástico, etc.  Determinar mediante los ensayos respectivos las propiedades físicas y mecánicas de algunos materiales.  Conocer y aplicar los diversos métodos para determinar, de forma experimental, las propiedades físicas y mecánicas de los materiales. Objetivos específicos:  La determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas de material  Determinar los porcentajes de material que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo de laboratorio.  Elaborar la gráfica de granulometría y calcular los coeficientes de uniformidad y curvatura.  Determinar el porcentaje de finos, y el contenido de humedad de la muestra.

III. ENSAYOS REALIZADOS

Granulometría Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. Así es posible también su clasificación mediante sistemas como AASHTO o SUCS. El ensayo es importante ya que gran parte de los criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en bases o sub-bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc. Dependen de este análisis. Para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente. Tamiz

Abertura

ASTM

mm

3/8

76.10

#4

64.00

#8

50.80

#16

38.10

#30

25.40

#50

19.00

#100

12.70

#200

9.51

 Materiales  Balanza con aproximación a 0.1g  Un juego de mallas normalizadas que incluyen tamices de 3/8",#4,#8, #16, #30, #50, #100, #200  Tamizador electromecánico.  Equipo de cuarteo, cucharones y bandeja.  Formularios.

 Procedimiento NORMA: ASTM C136 y NTP 400.012  Cada grupo deberá pesar 2000 g de material y separar por cuarteo aproximadamente 500 g de material. Luego se procede a anotar el material separado como peso inicial de la muestra a ensayar.  Verificar que los tamices a utilizar estén ordenados; es decir, los de mayor abertura encima de los de menor abertura. Colocar la bandeja al final de los tamices.  Tamizar el material por un periodo aproximado de tres minutos.  Esperar un tiempo prudencial para que las partículas finas se depositen en las mallas y en la bandeja.  Retirar el juego de mallas del tamizador, luego pesar el material retenido en cada una de ellas.  Anotar los pesos y otros datos necesarios en el formulario correspondiente.

Peso Unitario Este ensayo cubre la determinación del peso unitario suelto o compactado y el cálculo de vacíos en el agregado fino, grueso o en una mezcla de ambos, basados en la misma determinación. Este método se utiliza para determinar el valor del peso unitario utilizado por algunos métodos de diseño de mezclas de concreto.  Materiales  Balanza con aproximación a 0.1 g  Recipiente cilíndrico estandarizado.  Varilla de acero liso de 5/8” de diámetro.  Cucharones.  Formularios.  Procedimiento NORMA: ASTM C29 y NTP 400.017  Llenar el recipiente con arena hasta la tercera parte y apisonar con 25 golpes de la varilla de acero. Los golpes deben ser distribuidos uniformemente sobre la superficie y evitando no tocar el fondo.  Las otras dos terceras partes se llenan en dos capas, cada una de un tercio de la altura del recipiente y se procede de la misma manera que en el primer punto, pero al apisonar se trata de pasar el pisón aproximadamente 2.5 cm dentro de la capa anterior.  Finalmente, enrasar la superficie con la varilla de acero y pesar el recipiente con la arena apisonada.  Realizar dos ensayos con el agregado apisonado para determinar el valor promedio del Peso Unitario Compactado por varillado.  Por otro lado, se deberán realizar dos ensayos con la arena sin varillar (suelta) para determinar el Peso Unitario Suelto.  Anotar los pesos y otros datos necesarios en el formulario correspondiente.

Humedad Natural NORMA: ASTM C566 y NTP 339.185 Los agregados que se encuentren en cualquier lugar o zona, están sometidas a diferentes condiciones climáticas naturales, de tal manera que estos puedan tener algún grado de humedad relacionándolo con la porosidad de sus partículas. La humedad natural (Wn) es la relación entre el peso del agua (Ww) contenida en un material respecto al material seco (Ws). Establecida según la norma internacional ASTM C566 y la norma peruana NTP 339.185  Materiales  Balanza con aproximación a 0.1 g  Horno (110°C +/- 5°C)  Bandeja y cucharones  Formulario  Procedimiento 

Tomar aproximadamente 500 g de agregado fino en estado natural de humedad.



Registrar el peso con aproximación de 0.1g y colocarlo al horno a 110 + 5 °C durante 24 horas.



Al día siguiente pesar el material en estado seco.



Anotar los pesos y otros datos necesarios en el formulario correspondiente.

Humedad de absorción  Materiales  Balanza con aproximación a 0.1 g  Molde cónico y pisón.  Picnómetro.  Horno.  Cucharones y bandejas.  Formularios.  Procedimiento NORMA: ASTM C128 y NTP 400.022  Pesar aproximadamente 1000 g de agregado fino y colocarlos en una superficie plana y limpia. Luego agregar agua mezclando continuamente hasta que sobrepase el estado saturado superficialmente seco.  Verter un poco del material en el molde cónico colocado en una superficie dura y lisa con el diámetro mayor como base. Luego apisonar 25 veces, dejando caer el pisón desde una altura de 5mm y posteriormente retirar el molde verticalmente.  Cabe señalar que, si la arena conserva la forma del molde, significa que está muy húmeda y se procede a secarla hasta llegar al estado SSS.  Se reconoce el estado de humedad SSS cuando, al retirar el molde en la prueba descrita en el punto anterior, el material se desmorona al primer golpe de la base. Introducir 500 g del agregado fino SSS en el matraz y llenarlo con agua hasta el 90% de su capacidad calibrada. Rodarlo suavemente para expulsar las burbujas de aire atrapado; enrasar y pesar.  Retirar la arena del matraz utilizando un frasco lavador; extraer todas las partículas y el agua en una bandeja.  Colocar la bandeja con la arena mojada en el horno, secar a 110 + 5 °C durante 24 horas.  Al día siguiente pesar el material en estado seco, luego de enfriarse por 1 horas.

IV RESULTADOS OBTENIDOS GRANULOMETRIA 

Peso inicial: 500 g



Peso final: 500 g



Error: 0%



T.M.: 3/8” Material

TAMIZ ASTM

Retenido mm

Retenido Ac.

Pasa Ac.

g

%

%

%

3/8"

76.1

0

0

0

100

#4

64

15.3

3.1

3.1

96

#8

50.8

100.3

20.1

23.2

76.8

#16

38.1

133

26.5

49.7

50.3

#30

25.4

112.6

22.5

72.2

28.8

#50

19

75.2

15

87.2

12.8

#100

12.7

45

9.2

96.4

3.6

#200

9.51

15.3

3.1

99.5

0.5

Bandeja < #200

2.3

0.5

100

0

TOTAL

500

100%

Se realizan los cálculos de: % retenido parcial, % retenido acumulado, % que pasa. Se calcula el módulo de fineza Se dibuja la curva granulométrica

Curva Granulometrica PORCENTAJES QUE PASA (%)

100 %

100

96.9

90 % 80 %

76.8

70 %

60 %

50.3

50 % 40 % 30 %

28.8

20 %

12.8

10 %

0.5

0% 0

5

10

3.6

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ABERTURA DE MALLA (mm)

60

65

70

75

80

PESO UNITARIO:

PESO UNITARIO PESO UNITARIO O VOLUMÉTRICO

SUELTO

VARILLADO

(1) Recipiente N°

N°8

N°16

N°8

N°16

(2) Peso agregado + Recipiente

12.82

13.28

12.6

11.94

(3) Peso de Recipiente

3.52

3.52

3.88

3.52

(4) Peso de Agregado: (2) - (3)

8.94

9.76

8.18

8.42

(5) Volumen del Recipiente

0.0979

0.098

0.0979

0.098

(6) Peso Unitario: (4) / (5)

91.317

99.6

83.5

85.9

HUMEDAD NATURAL:

Wn% =

𝑊𝑤 𝑊𝑠

𝑥 100 %

Dónde: W n: Humedad natural (%) W w: Peso del agua W s: Peso seco del material

HUMEDAD NATURAL (1) Bandeja N° (2) Peso del agregado en E.N + Recipiente (3) Peso de la bandeja (4) Peso del agregado seco + bandeja (5) Cantidad de agua en el agregado: (2) - (4) (6) Peso agregado seco: (4) - (3) (7) Humedad total: (5)/(6) x 100 

N°6 695 195 691 4 496 0.806

La humedad natural (W n) obtenido en el presente ensayo fue W n = 0.81 %

HUMEDAD DE ABSORCION:

HUMEDAD DE ABSORCIÓN (1) Bandeja N° (2) Peso agregado SSS + bandeja (3) Peso de bandeja (4) Peso de agregado SSS: (2) - (3) (5) Picnómetro N° (6) Peso picnómetro + agregado SSS + agua (7) Peso del picnómetro + agua

N°2

(8) Bandeja para secado N° (9) Peso agregado seco + bandeja (10) Peso de bandeja (11) Peso agregado seco: (9) - (10) (12) Volumen del agregado SSS: (4) + (7) - (6) (13) Peso específico agregado SSS: (11)/(12) (14) Agua de absorción: (4) - (11) (15) Humedad de absorción: (14)/(11) x 100

A4

1379 879 500 582 1880 1074

650 168 482 -306 -1.57 18 3.73

Si tomamos 500 gramos de arena en condición SSS y lo sumergimos en un picnómetro lleno con agua (hasta la marca), el volumen del agregado (bulk) entrante desplazará el mismo volumen de agua. Esta cantidad de agua desplazada puede ser imaginariamente eliminada hasta que el nivel de agua llegue nuevamente a la marca y el picnómetro en esta condición tendría un peso C. Daría los mismo si se adiciona agua al picnómetro con el agregado adentro, hasta llegar a la marca. Podemos registrar los siguientes datos en el laboratorio: S = 500 gramos de agregado en condición SSS. A = Peso de las partículas de agregado seco (sin agua en sus poros). B = Peso del picnómetro más agua hasta la marca. C = Peso del picnómetro más el agregado en condición SSS, más agua hasta la marca. * Peso específico de masa (Pem) Pem =

___A____ (B+500 -C)

*Peso específico SSS (Pesss) Pesss = __B___ (B-C) *Peso específico aparente (Pea) Pea = ___A__ (B+A-C) *Absorción Ab. = 500 - A x 100 (A)

V. EVALUACION DE RESULTADOS  Interpretación de la curva de granulometría La curva granulométrica es la representación gráfica de la granulometría y permite dar una visión objetiva de la distribución de tamaños de los granos del árido. Sirve también para comparar visualmente diferentes materiales entre sí, y para comparar un material con los límites recomendados por la norma o especificación.  Contenido de humedad: El contenido de humedad de un material se usa para expresar las relaciones de fase del aire, agua y sólidos en un volumen de material dado. Cómo es posible obtener la humedad en casi todos los tipos de muestra, se utiliza con frecuencia para completar los diagramas de fase. Sirve también para obtener la masa húmeda de algún agregado, para la corrección en la fase de diseño de mezclas. En un suelo fino (cohesivo), la consistencia depende de su humedad. La humedad de un suelo, junto con sus límites líquido y plástico se usa para expresar su consistencia relativa o índices de liquidez.  Tamaño de las partículas del suelo: Independientemente del origen del suelo los tamaños de la partícula en general que conforma un suelo, varían en un amplio rango. Los en general son llamados grava arena limo o arcilla dependiendo del tamaño predominante de las partículas y pueden tener materia orgánica. La textura y propiedades físicas del suelo dependen del tamaño de ellas. Mayor tamaño de partícula significa mayor espacio entre ellas, resultando un suelo más poroso, menos espacio entre ellas dificulta el paso de aire y el agua, por tanto este suelo será menos poroso.  Análisis de granulometría de agregados fino: El ensayo es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptación de suelo para utilizar en base o sub base de carretera, presas de tierra o drenajes, depende de este análisis. Para obtener la distribución de tamaño se emplea Támesis normalizados y numerados después del orden decreciente.

VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES  Conclusiones: 

Podemos concluir que para lograr un resultado óptimo es necesario tener en buenas condiciones los materiales y equipos a utilizar.



También se debe manipular correctamente los materiales al realizar el tamizado.



Asimismo el lograr la máxima precisión en el pesaje.



Mencionaremos también que al desarrollar la curva granulométrica podemos analizar mejor las muestras.

 Los ensayos granulométricos son importantes para hacer el correcto diseño de un buen concreto  También estas pruebas permiten saber técnicamente el comportamiento mecánico de las propiedades del agregado y su comportamiento en el diseño de un concreto.  Nuestro agregado fino cumple con los requerimientos ya que su Módulo de finura se encuentra entre los límites permisibles  La granulometría de nuestro agregado fino cumple con lo estipulado en la NTP 400.037

Posibles fuentes de error:  Descalibración de la balanza  Al redondear los pesos obtenidos se genera un error +/- 0.01 g  Que el agregado este húmedo  Que el agregado este mezclado con otro de diferente medida y textura

Aplicaciones en la construcción  Debido a la importancia de los agregados en la preparación del concreto, es fundamental los ensayos de granulometría para determinar la resistencia y aplicación de estos en los distintos tipos de obra.  También mencionaremos que el ensayo de Peso Unitario nos permite calcular las proporciones necesarias en la elaboración de mezclas de concreto.  La humedad natural está presente tanto en los agregados como en los distintos tipos de suelo donde se realizaran las construcciones, es por esto que es importante determinar los porcentajes existentes de agua para conocer la resistencia y tipo de construcción que se desarrollará.

VII.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

-

NORMAS TÉCNICAS. Norma Técnica Peruana Indecopi.

-

T. William Lambe. Robert V. Whitman. Mecánica de suelos. Editora Limusa. México. 1997. ISBN 968-18-1894-6 Massachusetts. Editora Limusa. México 1997

-

Mamlouk, M. S., & Zaniewski, J. (2009). Materiales para ingeniería civil. Madrid: Pearson Educación.

-

American Society for Testing Materials (1999). C33-C33M-11a: Standard Specification for Concrete Aggregates.

-

PASQUEL CARVAJAL, Enrique. Control de Calidad del Concreto. Capitulo Peruano ACI. 2000.

VIII.

ANEXOS