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UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN EAP. INGENIERIA CIVIL

INDICE

ÍNDICE INTRODUCCIÓN 1. CAPITULO 1. ENSAYO DE GRANULOMETRÍA DE AGREGADO GRUESO. 2. CAPITULO 2. ENSAYO DE RESISTENCIA LA COMPRESIÓN DE LADRILLO. 3. CAPITULO 3. ENSAYO DE CEMENTO. 4. CAPITULO 4. ENSAYO DE DESGASTE DE AGREGADOS. 5. CONCLUSIONES

1 LABORATORIO GRUPO: 4

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INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN: En la actualidad existe gran diversidad de materiales, sin embargo cada uno de estos tiene su aplicación específica según sean sus requerimientos; pero para poder definir un uso específico estos mismos son sometidos a diversas pruebas adecuadas para la aplicación que serán útiles, bien sean estas a esfuerzos

extremos,

vibraciones,

cambios

de

temperatura,

tensiones,

compresiones o incluso una combinación de esfuerzos. En el presente trabajo escrito se hace mención de algunas generalidades de estos ensayos de materiales y a los tipos de materiales que generalmente se aplican este tipo de ensayos y como se pueden comportar al estar sometidos a las representaciones de fuerzas que en la realidad podría estar expuesto el material de muestra.

2 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE GRANULOMETRIA PARA AGREGADO GRUESO

1. CAPITULO 1: 1.1.

OBJETIVOS: Determinación de la calidad del agregado para el concreto. Obtener el Módulo de finura.

1.2.

MATERIALES Y EQUIPOS: Piedra chancada: La Piedra Chancada es un agregado grueso muy importante para la constitución del concreto, obtenido por trituración artificial de rocas o gravas que presenta características físicas, químicas y mecánicas que tienen una influencia determinante sobre las propiedades del concreto. No solo en el acabado, calidad final, trabajabilidad y consistencia al estado plástico; sino también, en la durabilidad, resistencia, propiedades elásticas, térmicas, cambio de volumen y peso unitario del concreto endurecido. En general, es primordial en los agregados las características de densidad, resistencia, porosidad y la distribución volumétrica de las partículas en sus dos estados. DEFINICION La piedra chancada es una roca ígnea: formada por el enfriamiento y solidificación de materia rocosa fundida (magma), compuesta casi en su totalidad por silicatos. Por su tamaño, las piedras pueden ser desde muy pequeñas hasta piedras extragrandes (de 3 a 6 pulgadas).

3 LABORATORIO GRUPO: 4

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Juego

ENSAYO DE GRANULOMETRIA PARA AGREGADO GRUESO

de

Ilustración 1 Piedra chancada

tamices.

Los

tamices

serán montados sobre armaduras construidas de tal manera que se prevea pérdida de material durante el tamizado. Los tamices cumplirán con la NTP 350.001.

Ilustración 2Juego de Tamices

Balanza: Para agregado grueso o agregado global, con aproximación y exacta a 0,5 g ó 0,1 % de la masa de la muestra, cualquiera que sea mayor, dentro del rango de uso.

Ilustración 3Balanza

4 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE GRANULOMETRIA PARA AGREGADO GRUESO

Agitador

mecánico:

Un

agitador

mecánico

impartirá

un

movimiento vertical o movimiento lateral al tamiz, causando que las partículas tiendan a saltar y girar presentando así diferentes orientaciones a la superficie del tamizado. La acción del tamizado será tal que esté dentro de un periodo de tiempo razonable.

1.3.

MARCO TEÓRICO:

El suelo está constituido por infinidad de partículas y la variedad en el tamaño de estas es ilimitada. Ilustración 4 Agitador mecánico

El análisis Granulométrico es la determinación de los tamaños de las partículas de una cantidad de muestra de suelo, y aunque no es de utilidad por sí solo, se emplea junto con otras propiedades del suelo para clasificarlo, a la vez que nos auxilia para la realización de otros ensayos. En los suelos granulares nos da una idea de su permeabilidad y en general de su comportamiento ingenieril, no así en suelos cohesivos donde este comportamiento depende más de la historia geológica del suelo. 1.4.

PROCEDIMIENTOS Toma de la muestra de cascajo aproximadamente 4.50 Kg

5 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE GRANULOMETRIA PARA AGREGADO GRUESO

Ilustración 5 Toma de muestra y pesaje respectivo

Se arma las mallas según la NTP 400.012, para luego introducir nuestro espécimen de ensayo.

Se coloca la muestra en el tamiz.

Ilustración 6 Armando las mallas

Comienza a agitar los tamices par que así solo quede el material que de verdad es retenido. Ilustración 7 Colocación de muestra en el tamiz.

6 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE GRANULOMETRIA PARA AGREGADO GRUESO

En el tamiz Nº 1” no pasaba la muestra ya que era demasiada cantidad por lo Ilustración 8 Agitando tamices

separado

que se hizo por

manualmente

para

luego

verter lo que pasaba en el tamiz Nº ¾”

Ilustración 9 Tamiz 1" con mucho agregado.

7 LABORATORIO GRUPO: 4

Ilustración 10 Agitación por separado

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ENSAYO DE GRANULOMETRIA PARA AGREGADO GRUESO

Al no tener el agitador mecánico para agregado gruesos se utiliza el agitador mecánico del agregado fino de forma didáctica poniendo de tiempo dos minutos.

Siendo

el

agitador

mecánico

para

agregado fino se tuvo que terminar manualmente. Ilustración 11Agitador mecánico para agregado fino.

Al

concluir

con

el

tamizado, se procede a

pesar

los

pesos

Ilustración 12 Agitando manualmente.

retenidos

en

cada

malla y el fondo.

8 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE GRANULOMETRIA PARA AGREGADO GRUESO

Ilustración 13 Tamiz ¾”

Ilustración 13 Tamiz 1"

Ilustración 17 Tamiz 1/4"Ilustración 18 Tamiz Nº 4

1.5.

CÁLCULOS

Y

Ilustración 19 Fondo

RESULTADOS: %Retenido=

Peso retenido ∗100 Peso total

Ilustración 15 Tamiz 1/2" Ilustración 16 Tamiz 3/8"

%Retenido acumulado=%retenido+ rentenido anterior Pasa=100−%retenido

9 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE GRANULOMETRIA PARA AGREGADO GRUESO

1 3 3 + + + ¿ 4+ ¿ 8+¿ 16+¿ 30+¿ 50+¿ 100 2 4 8 %Módulo de finura= 100 1

Tamiz 3" 2 1/2" 2 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" 1/4" Nº4 FONDO TOTAL Error

Peso Ret (gr) 0 0 0 0 482 3048 506 344 101 3 3 4487

% Ret. % Rentenido Acumulad o 0 0 0 0 0 0 0 0 10,74 10,74 67,93 78,67 11,28 89,95 7,67 97,62 2,25 99,87 0,07 99,93 0,07 100,00 MF 7,76

% Pasa 100 100 100 100 89,26 21,33 10,05 2,38 0,13 0,07 0,00

13

Tabla 1Tabla de cálculo

10 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LADRILLO

2. CAPÍTULO 2: ENSAYO DE RESISTENCIA A LA CCOMPRESIÓN DE LADRILLO 2.1. ENSAYO A LA RESISTENCIA PARA LADRILLO KIN KOG. 2.1.1. OBJETIVOS: Determinar las características principales del ladrillo King Kong mediante el ensayo de la resistencia a la compresión. Aprender a interpretar los resultados obtenidos, para comprender su importancia y poder clasificarlos mediante las diferentes unidades estudiadas. 2.1.2. MATERIALES: Ladrillo King Kong

Ilustración 20 Ladrillo Kin Kong

Balanza

11 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LADRILLO

Máquina de compresión TORNEY

Ilustración 21 Máquina de compresión Torney

Calibre

Ilustración 22 Calibre

2.1.3. MARCO TEORICO: 2.1.3.1. EL LADRILLO: 12 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LADRILLO

Es un material de construcción la cual se emplea en albañilería, el más común es el de huecos, mejor conocido como ladrillo King Kong, estos ladrillos pueden ser fabricados artesanalmente o en una fábrica. Sin embargo, como ya se ha mencionado, es preferible comprar los ladrillos elaborados industrialmente, ya que garantizan uniformidad en sus dimensiones y resistencia adecuada.

Ilustración 22 Ladrillo Kin Kong

Para que un ladrillo resista la fuerza de un sismo es muy importante que la cantidad de huecos (la suma de las áreas de los huecos) no sea mayor al 30% (una terceraparte) del área del ladrillo. 2.1.4. COMPRESIÓN: El esfuerzo

de

compresión es

tensiones o presiones que

existen

la

resultante dentro

de

de

las

un sólido

deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección (coeficiente de Poisson). En piezas estructurales suficientemente esbeltas los esfuerzos de compresión puede producir además abolladura o pandeo.

13 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LADRILLO

Los ensayos practicados para medir el esfuerzo de compresión son contrarios a los aplicados al de tracción, con respecto al sentido de la fuerza aplicada. Tiene varias limitaciones: 

Dificultad de aplicar una carga concéntrica o axial, sin que aparezca pandeo.



Una probeta de sección circular es preferible a otras formas.

Ilustración 23 Colocación del ladrillo en la máquina de compresión.

El ensayo se realiza en materiales: 

Duros.



Semiduros.



Blandos.

2.1.5. PROCEDIMIENTOS: Se toma medidas de los lados del ladrillo para sacar la altura y la longitud del ladrillo.

14 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LADRILLO

Ilustración 24 Puesta de ladrillo en máquina de compresión.

Ilustración 25 Verificación de datos para sacar área bruta y la caraga en kg.

Ilustración 26 Colocación de datos tomados en la máquina LABORATORIO GRUPO: 4

15

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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LADRILLO

2.1.6. CALCULOS Y RESULTADOS: N°

CARA

CARA

SUPERIOR

INFERIOR

ALTURA

L

prom

(cm)

A prom

H

(cm)

prom (cm)

King Kong

L1

A1

L2

A2

H1

H2

230.1

122.11

227

121.4

91.19

90.5

0

3

22.8555

12.177

9.o85

1

Tabla 2 Medidas del ladrillo Kin Kong

Hallando la resistencia de compresión AREA BRUTA (A) cm2

CARGA (P) kg

RESISTENCIA

A

LA COMPRESIÓN (F´b) kg/cm2 King

278.305335

658.86

2.37 kg/cm2

Kong Tabla 3Calculode resistencia a la compresión

2.2.

ENSAYO PARA LADRILLO HUECO. 2.2.1. DEFINICIÓN: 16

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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LADRILLO

El ladrillo hueco es un tipo de ladrillo que tiene la característica de tener unos orificios pasantes en su interior en sentido longitudinal. El volumen total de los huecos debe ser igual o menor al 70 % del volumen total del ladrillo.1 La finalidad de estos orificios es reducir el material y el peso al ladrillo, facilitando su colocación y reduciendo su coste. La normativa española distingue entre ladrillo aligerado y ladrillo hueco propiamente dicho. En el primer caso los huecos ocupan entre el 45 % y el 60 % en volumen y en el segundo, entre el 60 % y el 70 %.1.

2.2.2. CARACTERÍSTICAS:

Los ladrillos huecos, según el número de niveles de- hueco simple (h/s) - hueco doble (h/d) hueco triple (h/t)- rasilla a continuación mostramos las características comunes del ladrillo hueco.

Ilustración 27 Ladrillo Hueco

17 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LADRILLO

Tabla 4 Referencias del ladrillo

2.2.3.ENSAYO

2.2.4. MEDIMOS LAS DIMENSIONES DEL LADRILLO. Para realizar dicho ensayo tomas las medidas correspondientes del ladrillo así como se muestra en la figura, y anotamos las mediadas en los cuadros mostrados para luego calcular las medidas promedio.

Ilustración 28 Toma de medidas del ladrillo LABORATORIO GRUPO: 4

18

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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LADRILLO

Dimensiones del ladrillo que se

realizó el ensayo Dimensiones del ladrillo



Ladrill o hueco

LPROM

APROM

HPROM

(cm)

(cm)

(cm)

10.97

9.36

L1

A2

L2

A2

H1

H2

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

227.

109.3

229.1

93.5

93.7

22.84

7

3

4

4

5

2

110.02

Tabla 5 Medidas obtenidas en el laboratorio

2.2.5. CALCULANDO

EL

SOPORTE

DE

CARGA

DEL

LADRILLO. Luego de tener las medidas correspondientes el ladrillo se lo coloca en la máquina del ensayo para calcular la carga que puede soportar dicho ladrillo.

Ilustración 29 Máquina de compresión adecuada LABORATORIO GRUPO: 4

19

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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LADRILLO

2.2.6. LA MÁQUINA NOS ARROJA LOS DATOS DE LA CARGA. Conforme se va realizado el ensayo la maquina tiene una panta donde podemos ver claramente la carga que se le va aplicando hasta el punto que el ladrillo se agrieta.

Ilustración 30 Datos arrojados por la máquina de compresión.

Ilustración 31 Rotura en el ladrillo hueco

ÁREA Y SOPORTE DE CARGA DEL LADRILLO



AREA BRUTA (A)cm2

CARGA (P) kg

Ladrillo hueco

250.52

762.7

Tabla 6 Datos arrojados porla maáquina para obtener la resistencia

2.2.7. RESISTENCIA Carga P Resistencia= Área bruta Resistencia=

762.8 kg 250.5082cm2

20 LABORATORIO GRUPO: 4

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Resistencia=2.9013 kg /c m

ENSAYO DE CONCRETO

2

3. CAPÍTULO 3: ENSAYO DE CONCRETO El ingeniero civil cuenta a su disposición con ensayos de materiales, para de manera óptima y consiente elija cual es el más ideal para llevar a cabo una construcción basándose esta escogencia en los tipos de cargas que van a resistir. Es por esto que es de vital importancia antes de ejecutar cualquier proyecto realizar todo tipo de ensayos y pruebas a través de las cuales se pueda determinar el comportamiento de los elementos a la hora de la implementación de las estructuras, en el campo de la ingeniería civil se encuentran numerosos ensayos como el ensayo a tracción, ensayo a compresión, en este caso hablaremos del ensayo a compresión ya que esta es una de las propiedades del concreto que más nos interesa, el concreto como material de construcción presenta alta resistencia a la compresión pero con baja resistencia a la tensión, es por esto que en este laboratorio se busca determinar que tan resistente es un concreto cuando este es sometido a una fuerza axial y los esfuerzos y deformaciones que se generan a base de la acción de esta fuerza. 3.1.

OBJETIVO.

El objetivo principal del ensayo consiste en determinar la máxima resistencia a la compresión de un cilindro de muestra de un concreto frente a una carga aplicada axialmente.

3.2.

MATERIALES.

· Cilindro de concreto de longitud de 30cm con diámetro de 15cm. · Maquina universal para aplicar carga. · Dial de carga. 3.3. MARCO TEORICO 3.3.1. ENSAYO A COMPRESION DE CILINDROS DE CONCRETO.

21 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE CONCRETO

La forma de evaluar la resistencia del concreto es mediante pruebas mecánicas que pueden ser destructivas, las cuales permiten probar repetidamente la muestra de manera que se pueda estudiar la variación de la resistencia u otras propiedades con el paso del tiempo. Para las primeras se utilizan tres tipos de muestras: cilindros, cubos y prismas. Para las segundas hay diferentes sistemas. El ensayo más universalmente reconocido para ejecutar pruebas de resistencia mecánica a la compresión simple es el ensayo de probetas cilíndricas, las cuales se funden en moldes especiales de acero o hierro fundido que tienen 150mm de diámetro por 300mm de altura (relación diámetro: altura 1:2).Los procedimientos relativos a este ensayo se encuentran especificados en las normas NTC 550 y 673 que hacen referencia a la confección de cilindros y al ensayo de resistencia compresión. La resistencia a la compresión del concreto se mide con una prensa que aplica carga sobre la superficie del cilindro (Norma NTC 673). Generalmente esta superficie es áspera y no plana, lo cual puede conducir a concentraciones de esfuerzo que reducen considerablemente la resistencia real del concreto. Una falta de planicie de 0.25mm puede reducir a un tercio la resistencia. Para remediar esta situación, normalmente se hace un refrentado o cabeceado de las tapas del cilindro con materiales como yeso o mezclas compuestas de azufre, tal como se especifica en la norma NTC 504. La resistencia a la compresión, se acostumbra a dar en términos de esfuerzo o sea fuerza por unidad de área, en kg/cm2 3.3.2. PRUEBA DE RESISTENCIA DEL CONCRETO. Los cilindros para pruebas de aceptación deben tener un tamaño de (15x30cm), las probetas más pequeñas tienden a ser más fáciles de elaborar y manipular en campo y en laboratorio. Él diámetro del cilindro utilizado debe ser como mínimo tres veces el tamaño máximo nominal del agregado grueso que se emplee en el concreto. 22 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE CONCRETO

3.3.3. RESISTENCIA Los cilindros se deben centrar en la máquina de ensayo de compresión y cargados hasta completar la ruptura. 3.3.4. ANALISIS DE RESULTADOS. Resistencia a la compresión CARGA RESISTENCIA= ÁREA

RESISTENCIA=

56767.37 Kg π∗152 2 cm 4 2

RESISTENCIA=321.2376015 kg/ c m

Ilustración 32 14 Resultados dados por la máquina Ilustración 3315 Probeta sino comprimida

23 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE ABRASIÓN MEDIANTE EL USO DE MÁQUINA LOS ÉNAGELES

4. CAPITULO 4: ENSAYO DE ABRASIÓN MEDIANTE EL USO DE MAQUINA DE LOS ÀNGELES 4.1. OBJETIVO  Determinar el desgaste que tiene la grava por el ensayo de abrasión 

mediante el Uso de la Máquina de los Ángeles. Conocer el uso y manejo de la Maquina de los Ángeles.

4.2.

GENERALIDADES

4.2.1. ABRASION: La palabra abrasión es la acción y efecto de raer o desgastar por fricción. En los agregados gruesos una de las propiedades físicas en los cuales su importancia y su conocimiento son indispensables en el diseño de mezclas es la RESISTENCIA A LA ABRASIÓNO DESGASTE de los agregados. Esta es importante porque con ella conoceremos la durabilidad y la resistencia que tendrá el concreto para la fabricación de losas, estructuras simples o estructuras que requieran que la resistencia del concreto sea la adecuada para ellas. Agregados debe ser duro y resistente a la abrasión para evitar el aplastamiento,

la

degradación

y

desintegración

cuando

las

existencias, alimentado a través de una planta de asfalto, colocado con extendedores, compactado con rodillos, y sometidos a las cargas de tráfico. Estas propiedades son especialmente importantes para abrir brecha o clasificado mezclas de concreto asfáltico (tales como cursos de fricción libre calificado y el asfalto de la matriz de piedra) que no se benefician del efecto de amortiguación del agregado fino y donde las partículas gruesas están sometidos a tensiones de contacto de alto. Agregados que carecen de resistencia adecuada y resistencia a la abrasión puede causar construcción y los problemas de rendimiento. La degradación que ocurre durante la producción puede afectar a la gradación en general y, por tanto, ampliar la brecha entre las propiedades de la mezcla de laboratorio diseñado y campo producido mezcla. El estudio de las especificaciones indicadas que el 94 por 24 LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE ABRASIÓN MEDIANTE EL USO DE MÁQUINA LOS ÉNAGELES

ciento de los estados utilizan la prueba de abrasión de Los Ángeles o alguna variación. Sólo dos estados tienen un requisito de la degradación de algunas pruebas de otro tipo. La mayoría de los estados tienen una pérdida máxima permitida de40 o 45 por ciento. 4.2.2. Factores que afectan la resistencia a la abrasión del concreto: Se han desarrollado varias maneras de medir el desgaste o la resistencia a la abrasión, a nivel de laboratorio como a escala natural; pero los resultados son bastante relativos pues ninguna de ellas puede reproducir las condiciones reales del uso de las estructuras, ni dar una medida absoluta en términos numéricos que puede servir para comparar condiciones de uso o concretos similares; por lo tanto el mejor indicador es evaluar principalmente factores como la resistencia en compresión, las características de los agregados, el diseño de mezcla, la técnica constructiva y el curado. 4.2.3. Recomendaciones para el control de la abrasión: Teniendo claros estos conceptos, es obvio que en la medida que desarrollemos las capacidades resistentes de la capa de concreto que soportará la abrasión, lograremos controlar el desgaste. Se estima que la superficie aludida debe tener una resistencia en compresión mínima de 280 kg/cm para garantizar una durabilidad permanente respecto a la abrasión, lo cual indica que es necesario emplear relaciones agua/ cemento bajas, el menor slump compatible con la colocación eficiente, agregados bien graduados y que cumplan con los límites ASTM C-33 para gradación y abrasión, así como la menor cantidad posible de aire atrapado. 4.3.

PASOS PARA HACER UN ENSAYO DE ABRASION: 4.3.1. Hacer un análisis granulométrico en este caso es el tamizado. 4.2.1 Lavar el agregado y dejar que se seque un dia entero para asi eliminar las impurezas. 25

LABORATORIO GRUPO: 4

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ENSAYO DE ABRASIÓN MEDIANTE EL USO DE MÁQUINA LOS ÉNAGELES

4.3.1. Se trae al ensayo de abrasión. 4.4.1. Una vez en el ensayo se coloca dos esferas de diámetro 46.54 mm que equivale a 4.5 cm y cada esfera tiene un peso de 416.97 gr. 4.5.

IMPLEMENTOS QUE SE DEBE DE USAR PARA HACER EL ENSAYO DE ABRASION: 4.5.1. Orejeras de Ingeniero Civil: Este implemento principal protege del alto sonido que produce la máquina de los ángeles, investigaciones dicen que muchos ingenieros civiles perdieron la audición a causa de hacer este ensayo porque no usan el equipo necesario.

4.6.   

NORMAS QUE RIGE ESTE ENSAYO: ASTM C 131 - 89 ASTM C – 33 Normas de Construcción de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) Volumen VIII, 1981

Ilustración 34 Colocación del agregado grueso para ensayo de abrasión.

26 LABORATORIO GRUPO: 4

Ilustración 3516 Máquina los Ángeles

Ilustración 36 Esferas de acero

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ENSAYO DE ABRASIÓN MEDIANTE EL USO DE MÁQUINA LOS ÉNAGELES

27 LABORATORIO GRUPO: 4

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5.

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES 

También se puede tener en cuenta que las propiedades de los agregados dependen principalmente de las características de la roca

 

madre de donde proviene. Este método solo es para partículas menores de 1 ½ “. El ensayo de granulometría se concluye que el material no es apto para

 

la construcción pues no está dentro del módulo de finura (MF < 5). La calidad del ladrillo se muestran mayormente en su dureza. Como se puede observar en las fotos anteriores los ladrillos tienen una tendencia a falla de grieta vertical, y en algunas se observa que se trituro una unidad de la pila quizás se deba a la velocidad con la que fue aplicada la carga.

28 LABORATORIO GRUPO: 4