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MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

TECNOLOGIA DEL CONCRETO MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DEL CONCRETO CONTENIDO:  CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL USO DE LABORATORIO  CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS  ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO DE LOS AGREGADOS  DETERMINACION DE LOS PESOS ESPECIFICOS Y ABSORCCION DE LOS AGREGADOS  DOSIFICACION DEL CONCRETO POR LOS DIFERENTES METODOS

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AL ESFUERZO DE NUESTROS PADRES POR EL ESTUDIO Y A DIOS POR EL DON DE LA VIDA EL AUTOR.

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MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

INDICE CAPITULO I: CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL USO DE LABORATORIO Guía general para las prácticas de laboratorio ………….…………………………………………….…5 Instrucciones para el trabajo en laboratorio ………………………………………………………….…..5 Reportes………………………………………………………………………………………………….…..6 CAPITULO II: PRACTICA Nº1: CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Contenido de humedad de agregados finos ……..………………………………………….…….…. 10 Contenido de humedad de agregados finos ……………………………………………….……….…..12 CAPITULO III: PRACTICA Nº 2 ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO DE LOS AGREGADOS Análisis Granulométrico por Tamizado del Agregado Fino ………………………….………………..15 Análisis Granulométrico por Tamizado del Agregado Grueso .……………………….…………...….20 CAPITULO IV : PRACTICA Nº 3 DETERMINACION DE LOS PESOS UNITARIOS SECOS SUELTOS Y SECOS COMPACTOS DE LOS AGREGADOS Peso Volumétrico Seco Suelto del Agregado Fino…… ………………………………………….........26 Peso Volumétrico Seco compacto del Agregado Fino…… ……………………………………….......27 Peso Volumétrico Seco Suelto del Agregado Grueso… ………………………………………..….....29 Peso Volumétrico Seco compacto del Agregado Grueso… ……………………………………….....30 CAPITULO V : PRACTICA Nº 4 DETERMINACION DE LOS PESOS ESPECIFICOS Y ABSORCCION DE LOS AGREGADOS Peso Especifcifico del Agregado Fino………….…..…………………………………………..….….....33 Peso Especifcifico del Agregado grueso……….…..…………………………………………..….….....54 CAPITULO VI : PRACTICA Nº 5 DOSIFICACION DEL CONCRETO POR LOS DIFERENTES METODOS Diseño de mezclas con Método del Comité ACI…………………………………………….………….74 Método basados en Curvas Teóricas…….…………………………………………………………...…91 Método basados en Curvas Empíricas..….…………………………………………………………...…94 Método de la fineza de la combinación de Agregados….…………………………………………...…96 Método del Agregado Global…………...……………………………………………………………......102 Método Walker…………………………...……………………………………………………………......108 MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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1.1.

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GUIA GENERAL PARA LAS PRACTICAS DE LABORATORIO  Para lograr una mayor eficiencia en la ejecución de las prácticas es necesario que se preste debida atención a las orientaciones brindadas por el docente del Curso de tecnología del Concreto.  En la elaboración del informe, el estudiante debe formar pequeños grupos de cinco personas como máximo.  Antes de empezar un ensayo determinado, es aconsejable que el estudiante se familiarice personalmente con el alcance y propósito de la prueba a efectuar, así como con el procedimiento de trabajo que ello involucra. Recuerde que la falta de preparación personal puede significar un menor aprovechamiento de parte del estudiante en el momento de la ejecución de su práctica.

1.2.

INSTRUCCIONES PARA EL TRABAJO EN LABORATORIO  Atender las indicaciones del profesor.  Consultar con el profesor el material y equipo a usar en cada uno de los ensayos.  Al operar un equipo por primera vez, consultar previamente al profesor.  Todo el material empleado debe ser usado de una manera económica.  Cuidar las piezas pequeñas del equipo tales como pesas, balanzas, tamices, etc.  Cualquier daño del equipo deberá ser reportado de inmediato.  Cualquier daño o pérdida de algún equipo debida al descuido de los estudiantes será cargado al estudiante responsable del daño.  Para identificación posterior todos los especímenes, taras, etc. Deberán ser debidamente marcados.  Al terminar la práctica se limpiara el equipo y se eliminaran los desperdicios resultantes, tanto de los bancos de trabajo como del piso.  Procurar tomar los datos del ensayo directamente en los formatos existentes.

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1.3.

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REPORTES  Manual de Laboratorio de Tecnología del Concreto.  Deberá ser breve claro y legible.  Para una mejor exposición escrita del trabajo, es necesario organizarlo de una manera lógica, y con toda la información correspondiente. Conviene recordar que un reporte se escribe pretendiendo que sea comprensible incluso por personas que no hayan visto el ensaye, y que dependiendo de la forma de exposición del trabajo escrito se puede lograr este objetivo. A manera de sugerencia y ejemplo se presenta el siguiente ordenamiento en la presentación del reporte: a. INTRODUCCION.- la

introducción debe elaborarse

como la

presentación del trabajo desarrollado, de tal manera que se de un enfoque general. Además se debe expresar algunas definiciones. Se debe escribir con sus propias palabras. No debe transcribir textualmente del libro de consulta o de alguna guía, sino hacerlo con su estructuración personal. b. Presentar un INDICE del contenido del reporte, a fin de facilitar la búsqueda de información en el texto. c. Definir

bien

los

OBJETIVOS,

del

ensayo,

estableciendo

adecuadamente el propósito y significado del mismo. Conviene recordar que los objetivos se entienden como la aplicación práctica de los resultados y conocimientos adquiridos. d. Describir los MATERIALES empleados en el ensayo, brindando la información pertinente como tipo de material, procedencia, etc. e. Indicar el EQUIPO que se utilizó en el ensayo, el uso y manejo del mismo, asi como sus limitaciones. Para lograr una mejor visualización del tipo de equipo y su operación, puede acudirse al auxilio de diagramas o gráficas. f. PRESENTACION DE DATOS Y CALCULOS.- Se debe tomar la costumbre de que todos los datos obtenidos en el laboratorio sean presentados de una manera tabular. Es lógico que cualquier resultado que se indique es consecuencia de ciertos cálculos

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numéricos que deben indicarse en el reporte, mostrando un ejemplo típico. Todas las ecuaciones y formulas empleadas serán claramente establecidas junto con las definiciones de símbolos empleados. Los pasos hechos en los cálculos, deberán ser claramente indicados. Deberá tenerse sumo cuidado al elaborar una tabla o diagrama. Estos deberán ser tan claros como sea posible, completos por si mismo, y en el caso ideal, deberán contener la información deseada sin necesidad de buscar referencia en el texto.

g. ANALISIS

E

INTERPRETACION

DE

RESULTADOS,

CONCLUCIONES.-Se puede incluir una discusión rápida, enfocada principalmente a los datos más sobresalientes de las tablas o diagramas. Los resultados de las pruebas se comparan con el estándar para obtener las conclusiones que el caso requiera. h. Hay que recordar que el reporte debe escribirse en lenguaje técnico y construcción gramatical correcta, incluyendo REFERENCIA usada. No se debe escribir en primera persona (yo, nosotros), sino en la tercera persona (se hizo, se calcularon). El estudiante debe apreciar claramente la importancia que significa un reporte, ya que deberá efectuarlo como elemento esencial de la mayor parte de su trabajo como ingeniero, y que de la práctica a que se somete en el Laboratorio en la redacción de informes y en la representación de los datos de una manera técnica, obtiene un gran beneficio. TOMA DE MUESTRA Lo más importante al tomar una muestra del agregado (árido), es que debe ser del tamaño apropiado y representativo de toda la cantera. La muestra que se tome para el ensayo debe ser lo más representativa que se pueda del material del que procede. Para esto se debe tener una serie de precauciones, las que a

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continuación relacionamos para el caso en que los áridos (arena y grava) se encuentran almacenados en depósito (forma de pila). 1.

Revisar NTP 400.010:2001 Extracción y preparación de las muestras

2.

Revisar AASHTO T2 Muestreo de agregados.

3.

Revisar AASHTO T248 reducción de muestras de agregado tamaño de pruebas

4.

Evitar tomar el material de las partes que se encuentren igualmente segregados.

5.

Tomar la muestra de al menos tres partes diferentes

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2.1.

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CONTENIDO DE HUMEDAD DE AGREGADOS FINOS

2.1.A. REFERENCIAS 

ASTM C 566 – 84



NTP 339.185 Agregados, métodos de ensayo normalizado para contenido de humedad evaporable de agregados por secado.

2.1.B. OBJETIVOS Obtener la cantidad de agua que se encuentra dentro del agregado fino expresado en porcentaje (%). 2.1.C. EQUIPOS  Balanza de 0.1 gramo de sensibilidad.  Horno que mantenga una temperatura constante de 110 ± 5ºC.  Recipientes volumétricos (taras) resistentes al calor y de volumen suficiente para contener la muestra  Cucharon o espátulas de tamaño conveniente. 2.1.D. PROCEDIMIENTO  Seleccione una muestra representativa.  Tome un recipiente (tara), anote su identificación y determine su peso.  Pese la muestra húmeda más el recipiente que la contiene.

 Coloque la tara con la muestra húmeda a una temperatura constante de 110ºC, por un periodo de 24 horas (20 horas es suficiente).

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 Retire la muestra del horno y déjala enfriar hasta que se alcance la temperatura ambiente.  Pese la muestra seca más el recipiente y anote su peso.

2.1.E. CALCULOS Calcule el contenido de humedad en porcentaje del agregado con la formula siguiente:

%humedad =

Peso de Muestra Humeda − Peso de Muestra Seca 𝑥 100 Peso de Muestra Seca

2.1.F. EJEMPLO DE FORMADO DE PRESENTACION DE DATOS

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CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA YH.SAC EJECUCION,SERVICIOS, DISTRIBUCION Y ENSAYO DE LABORATORIO

LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETOMECANICAS DE SUELOS - PAVIMENTOS CONTENIDO DE HUMEDAD ( ASTM C 566 - 84) PROYECTO

:

CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO FINO

SOLICITADO

:

…………………….

PROCEDENCIA :

OCOPA

CALICATA

C-1

:

: PROFUNDIDAD : FECHA :

ALTERADA

TECNICO

…………………….

MUESTRA

:

0.8m 29/01/2017

CONTENIDO DE HUMEDAD (agregado FINO) PRUEBA NUMERO PESO DE LA TARA (gr) PESO DE LA TARA + AGREGADO HUMEDO (gr) PESO DEL AGREGADO HUMEDO (gr) PESO DE LA TARA + AGREGADO SECO (gr) PESO DEL AGREGADO SECO (gr) CONTENIDO DE HUMEDAD (%) CONTENIDO DE HUMEDAD PROMEDIO (%)

1 72.32 541.20 468.88 453.00 380.68 23.17

2 69.50 523.00 453.50 432.00 362.50 25.10 27.79

3 71.40 545.00 473.60 422.00 350.60 35.08

UNIDADES gr gr gr gr gr % %

Laboratorista

2.2. CONTENIDO DE HUMEDAD DE AGRGADOS GRUESO 2.2.A. REFERENCIAS 

ASTM C 566 – 84



NTP 339.185 Agregados, métodos de ensayo normalizado para contenido de humedad evaporable de agregados por secado.

2.2.B. OBJETIVOS Obtener la cantidad de agua que se encuentra dentro del agregado grueso expresado en porcentaje (%). 2.2.C. EQUIPOS  Balanza de 0.1 gramo de sensibilidad.  Horno que mantenga una temperatura constante de 110 ± 5ºC.  Recipientes volumétricos (charolas) resistentes al calor y de volumen suficiente para contener la muestra  Cucharon o espátulas de tamaño conveniente. 2.2.D. PROCEDIMIENTO  Seleccione una muestra representativa. MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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 Tome un recipiente (charolas), anote su identificación y determine su peso.  Pese la muestra húmeda más el recipiente que la contiene.  Coloque la tara con la muestra húmeda a una temperatura constante de 110ºC, por un periodo de 24 horas (20 horas es suficiente).  Retire la muestra del horno y déjala enfriar hasta que se alcance la temperatura ambiente.  Pese la muestra seca más el recipiente y anote su peso. 2.2.E. CALCULOS Calcule el contenido de humedad en porcentaje del agregado con la formula siguiente: %humedad =

Peso de Muestra Humeda − Peso de Muestra Seca 𝑥 100 Peso de Muestra Seca

2.2.F. EJEMPLO DE FORMADO DE PRESENTACION DE DATOS CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA YH.SAC EJECUCION,SERVICIOS, DISTRIBUCION Y ENSAYO DE LABORATORIO

LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETOMECANICAS DE SUELOS - PAVIMENTOS CONTENIDO DE HUMEDAD ( ASTM C 566 - 84) PROYECTO

:

CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO GRUESO

SOLICITADO

:

…………………….

PROCEDENCIA :

OCOPA

CALICATA

C-1

:

: PROFUNDIDAD : FECHA :

ALTERADA

TECNICO

…………………….

MUESTRA

:

0.8m 29/01/2017

CONTENIDO DE HUMEDAD (agregado GRUESO) PRUEBA NUMERO PESO DE LA TARA (gr) PESO DE LA TARA + AGREGADO HUMEDO (gr) PESO DEL AGREGADO HUMEDO (gr) PESO DE LA TARA + AGREGADO SECO (gr) PESO DEL AGREGADO SECO (gr) CONTENIDO DE HUMEDAD (%) CONTENIDO DE HUMEDAD PROMEDIO (%)

1 37.00 246.15 209.15 230.07 193.07 8.33

2 37.00 240.51 203.51 226.00 189.00 7.68 9.28

3 37.00 219.50 182.50 200.19 163.19 11.83

UNIDADES

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gr gr gr gr % %

Laboratorista

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gr

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3.1. ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO DEL AGREGADO FINO 3.1.1. REFERENCIAS  ASTM D 421  ASTM D 422  ASTM D 422 - 63  AASHTO T87 – 70 3.1.2. OBJETIVOS 

Tiene como objetivo la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas del agregado fino.



Adquirir conocimiento y practica para que pueda determinar la distribución del tamaño de las partículas de un agregado fino, por ende reconocer que tipo de agregado es en su clasificación. De igual manera la forma correcta de presentar los resultados obtenidos y realizar el diseño de mezclas.



Obtener el Modulo de finura.



Determinar el tamaño máximo nominal.

3.1.3. EQUIPOS  Balanza.- Para pesar material que son retenidos en los tamices  Tamices.- Para clasificar el agregado  Envases.- Adecuados para el manejo y secado de las muestras  Cepillo y brocha.- Para limpiar las mallas de los tamices.  Bandejas.- Para el vaciado de agregado contenida en cada tamiz  Tamizador.- Para cribar de una manera adecuada y rápida. 3.1.4. PROCEDIMIENTO o La muestra (hormigón) extraída de la cantera se hace secar al aire libre y/o en el horno. o Luego de haber sacado el hormigón de la cantera, y haber hallado su contenido de humedad y % de absorción natural. o Se separa con el tamiz Nº 4 clasificando de esa manera el agregado fino y el agregado grueso. o La muestra clasificada. Se procede a cuartear, hasta obtener un aproximado de 2 – 3 Kg.

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o El procedimiento es como sigue: Se hace un cuarteo de la muestra total reiteradas veces hasta obtener al final un promedio de 2-3 kg aproximadamente de muestra.

o Pesamos

nuestro

espécimen

de

laboratorio,

con

la

cual

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

o Comienza a agitar los tamices, para que así en estos solo quede el material que en verdad es retenido

o Una vez concluida el tamizado, se procede a pesar los pesos retenidos en cada malla y el fondo.

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MALLA Nº 4

MALLA Nº 8

MALLA Nº 16

MALLA Nº 30

MALLA Nº 50

MALLA Nº 100

MALLA Nº 200

FONDO

o Se realiza otro ensayo con las mismas características, luego se saca un promedio de los pesos retenidos en cada malla y luego se procesan los datos obteniendo así la curva de gradación de las partículas. .

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3.1.5. CALCULOS El cálculo respectivo se muestra en el cuadro siguiente: TAMIZ Nº

PESO RETENIDO

PORCIENTO RETENIDO

RETENIDO ACUMULADO

PORCIENTO PASANTE

4

A

(A/I) X 100 = J

J

100 - J

8

B

(B/J) X 100 = K

J+K=R

100 - R

16

C

(C/I) X 100 = L

R+L=S

100 - S

30

D

(D/I) X 100 = M

S+M=T

100 - T

50

E

(E/I) X 100 = N

T+ N= U

100 - U

100

F

(F/I) X 100 = O

U+O=V

100 - V

200

G

(G/I) X 100 = P

V + P =W

100 - W

BANDEJA

H

(H/I) X 100 = Q

W+Q=X

100 - X

∑=

∑ = 100

El cálculo de módulo de finura es con la formula siguiente Modulo de finura = (∑ %𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜(ℎ𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑒𝑙 𝑡𝑎𝑚𝑖𝑧 𝑁º100) x

=

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J+R+S+T+U+V 100

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1 100

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3.1.6. EJEMPLO DE FORMATO DE PRESENTACION

CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA YH.SAC EJECUCION,SERVICIOS, DISTRIBUCION Y ENSAYO DE LABORATORIO

LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETOMECANICAS DE SUELOS - PAVIMENTOS ANALISIS GRANULOMETRICO DE AGREGADO FINO PROYECTO:

FECHA:

SOLICITADO: PROCEDENCIA: PROGRESIVA:

EFECTUADO: CALICATA: MUSTRA:

TAMIZ (Pulg) 1/2 3/8 N° 4 N°8 N°16 N°30 N°50 N°100 FONDO

(mm) 12.50 9.50 4.75 2.38 1.19 0.60 0.30 0.15 0.0

PESO RET. (gr.) 0 0 10 89 150 114 88 58 61 570

%

RET 0.0 0.0 1.8 15.6 26.3 20.0 15.4 10.2 10.7

% RET. ACUM.

% PASA

0.0 0.0 1.8 17.4 43.7 63.7 79.1 89.3 100.0

100.0 100.0 98.2 82.6 56.3 36.3 20.9 10.7 0.0

100.00 95.00 80.00 50.00 25.00 10.00 2.00

MALLA

PORCENTAJE QUE PASA

3/8” Nº4 Nº8 Nº16 Nº30 Nº50 Nº100

100 95-100 80-100 50-85 25-60 10-30 2-10

MF

2.93

ANALISIS GRANULOMETRICO DE AGREGADO FINO 120.00

100.00

% QUE PASA

80.00

60.00

40.00

20.00

0.00 100.00

10.00

1.00

0.10

0.01

TAMIZ mm

Laboratorista

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3.2. ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO DEL AGREGADO GRUESO 3.2.1. REFERENCIAS  NTP 400.012  ASTM D 421  ASTM D 422  ASTM D 422 - 63  AASHTO T87 – 70 3.2.2. OBJETIVOS 

Tiene como objetivo la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas del agregado grueso.



Adquirir conocimiento y practica para que pueda determinar la distribución del tamaño de las partículas de un agregado grueso, por ende reconocer que tipo de agregado es en su clasificación. De igual manera la forma correcta de presentar los resultados obtenidos y realizar el diseño de mezclas.

3.2.3. EQUIPOS  Balanza.- Para pesar material que son retenidos en los tamices  Tamices.- Para clasificar el agregado  Envases.- Adecuados para el manejo y secado de las muestras  Cepillo y brocha.- Para limpiar las mallas de los tamices.  Bandejas.- Para el vaciado de agregado contenida en cada tamiz  Tamizador.- Para cribar de una manera adecuada y rápida. 3.2.4. PROCEDIMIENTO o La muestra (hormigón) extraída de la cantera se hace secar al aire libre y/o en el horno. o Luego de haber sacado el hormigón de la cantera, y haber hallado su contenido de humedad y % de absorción natural. o Se separa con el tamiz Nº 4 clasificando de esa manera el agregado fino y el agregado grueso. o La muestra clasificada. Se procede a cuartear, hasta obtener un aproximado de 2 – 3 Kg.

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o El procedimiento es como sigue: Se hace un cuarteo de la muestra total reiteradas veces hasta obtener al final un promedio de 2-3 kg aproximadamente de muestra.

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

o Comienza a agitar los tamices, para que así en estos solo quede el material que en verdad es retenido.

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o Una vez concluido el tamizado, se procede a pesar los pesos retenidos en cada malla y el fondo. MALLA Nº 1 ½”

MALLA Nº 1”

MALLA Nº ¾”

MALLA Nº ½”

MALLA Nº 3/8”

MALLA Nº 4

MALLA Nº 8

FONDO

o Se realiza otro ensayo con las mismas características, luego se saca un promedio de los pesos retenidos en cada malla y luego se

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procesan los datos obtenidos así la curva de gradación de las partículas. 3.2.5. CALCULOS El cálculo respectivo es similar al del agregado fino: TAMIZ Nº

PESO RETENIDO

PORCIENTO RETENIDO

RETENIDO ACUMULADO

PORCIENTO PASANTE

4

A

(A/I) X 100 = J

J

100 - J

8

B

(B/J) X 100 = K

J+K=R

100 - R

16

C

(C/I) X 100 = L

R+L=S

100 - S

30

D

(D/I) X 100 = M

S+M=T

100 - T

50

E

(E/I) X 100 = N

T+ N= U

100 - U

100

F

(F/I) X 100 = O

U+O=V

100 - V

200

G

(G/I) X 100 = P

V + P =W

100 - W

BANDEJA

H

(H/I) X 100 = Q

W+Q=X

100 - X

∑=

∑ = 100

El cálculo de TAMAÑO MAXIMO NOMINAL: La NTP 400.011 lo define como la abertura de la malla del malla

menor,

tamiz que indica la Norma de

por lo cual el agregado

grueso pasa del

95% a

100%. El cálculo de TAMAÑO MAXIMO: La NTP 400.011 lo define como la abertura de la malla del

tamiz que indica la Norma de malla

menor, por lo cual el agregado grueso pasa del 100%.

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3.2.6. EJEMPLO DE FORMATO DE PRESENTACION

CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA YH.SAC EJECUCION,SERVICIOS, DISTRIBUCION Y ENSAYO DE LABORATORIO

LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETOMECANICAS DE SUELOS - PAVIMENTOS ANALISIS GRANULOMETRICO DE AGREGADO GRUESO PROYECTO:

FECHA:

SOLICITADO: PROCEDENCIA: PROGRESIVA:

EFECTUADO: CALICATA: MUSTRA:

TAMIZ (mm) 63 50 37.5 25 19 12.5 9.5 4.75 2.38 1.19

(Pulg) 2 1/2 2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 N°4 N°8 N°16 FONDO

PESO RET. (gr.) 0 0 0 0 5648 2329 46 127 0 0 0 8150

RET

%

0.0 0.0 0.0 0.0 69.3 28.6 0.6 1.6 0.0 0.0 0.0

% RET. ACUM.

% PASA

MALLA

PORCENTAJE QUE PASA

0.0 0.0 0.0 0.0 69.3 97.9 98.4 100.0 100.0 100.0 100.0

100.0 100.0 100.0 100.0 30.7 2.1 1.6 0.0 0.0 0.0 0.0

-

-

1.5 1 0.75 0.5 0.375

100 90-100 20-55 0-10 0-5

100 90 20 0 0

MF

4.68

ANALISIS GRANULOMETRICO DE AGREGADO GRUESO 120

100

% QUE PASA

80

60

40

20

0 100

10

1

0.1

TAMIZ mm

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4.1.

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PESO VOLUMETRICO SECO SUELTO DEL AGREGADO FINO

4.1.1. REFERENCIAS  ASTM C – 29  AASHTO T 19  NTP 400.017 4.1.2. OBJETIVOS Obtener la cantidad de suelo en kilogramos que se puede lograr por metro cubico, al vaciar material a un recipiente de volumen conocido y sin darle acomodo a las partículas. 4.1.3. EQUIPOS  Cucharon  Recipiente de volumen conocido  Regla de 30 cm  Balanza de 20 kg de capacidad y 5 gms de aproximación. 4.1.4. PROCEDIMIENTO  La arena se seca al sol y se cuartea  Se pesa el recipiente vacío.  Empleando el cucharon se toma el material y se deja caer dentro del recipiente desde una altura de 5 cm, hasta que se llene, evitando que el material se reacomode por movimientos indebidos; después se procede a enrasar utilizando la regla de 30 cm. 4.1.5. CALCULOS Se calcula el peso volumétrico del material seco suelto, con la siguiente formula 𝐏. 𝐕. 𝐒. 𝐒. =

𝐖𝐦 𝐕𝐫

DONDE: Wm = Peso del material (kg) Wm = (Peso del recipiente + material) – (Peso del recipiente) Vr

= Volumen del recipiente

4.1.6. EJEMPLO DE FORMATO DE PRESENTACION DE DATOS

MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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INGENIERIA CIVIL

CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA YH.SAC EJECUCION,SERVICIOS, DISTRIBUCION Y ENSAYO DE LABORATORIO

LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETOMECANICAS DE SUELOS - PAVIMENTOS PESO UNITARIO SECO SUELTO DE AGREGADO FINO (ASTM C 29 AASHTO T 19) PROYECTO

:

-------------

SOLICITADO

:

-------------

PROCEDENCIA :

OCOPA

CALICATA

C-1

:

: PROFUNDIDAD : FECHA :

ALTERADA

TECNICO

-------------

MUESTRA

:

0.8m 29/01/2017

PESO UNITARIO SECO SUELTO (agregado fino) PRUEBA NUMERO VOLUMEN DEL MOLDE (m3) PESO DEL MOLDE (gr) PESO DEL AGREGADO + PESO DEL MOLDE (gr) PESO DEL AGREGADO (gr) PESO UNITARIO SUELTO SECO (Kg/M3) PESO UNITARIO SUELTO SECO PROMEDIO (Kg/M3)

1 0.00556

9970.00 18615.00 8645.00 1554.86

2 0.00556 9971.00 18425.00 8454.00 1520.50 1539.02

3 0.00556 9973.10 18545.00 8571.90 1541.71

UNIDADES M3 gr gr gr kg/m3 kg/m3

Laboratorista

4.2.

PESO VOLUMETRICO SECO COMPACTADO DEL AGREGADO FINO

4.2.1. REFERENCIAS  ASTM C – 29  AASHTO T 19  NTP 400.017 4.2.2. OBJETIVOS Obtener la cantidad de la arena en kilogramos que se pueda logra por metro cubico, al vaciar el material a un recipiente de volumen conocido y dándole acomodo a las partículas por medio de golpes de varillas punta bala. 4.2.3. EQUIPOS  Cucharon  Recipiente de volumen conocido  Regla de 30 cm  Balanza de 20 kg de capacidad y 5 gms de aproximación.  Varilla punta de bala. MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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INGENIERIA CIVIL

4.2.4. PROCEDIMIENTO  La arena se seca al sol y se cuartea  Se pesa el recipiente vacío.  Empleando el cucharon se toma el material y se deja caer dentro del recipiente desde una altura de 5 cm, llenando el recipiente en 3 capas, dándole 25 golpes de varilla a cada capa, después se procede a enrazar utilizando la regla de 30 cm.. 4.2.5. CALCULOS Se calcula el peso volumétrico del material seco compacto, con la siguiente formula 𝐏. 𝐕. 𝐒. 𝐂. =

𝐖𝐦 𝐕𝐫

DONDE: Wm = Peso del material (kg) Wm = (Peso del recipiente + material) – (Peso del recipiente) Vr

= Volumen del recipiente

4.2.6. EJEMPLO DE FORMATO DE PRESENTACION DE DATOS CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA YH.SAC EJECUCION,SERVICIOS, DISTRIBUCION Y ENSAYO DE LABORATORIO

LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETOMECANICAS DE SUELOS - PAVIMENTOS PESO UNITARIO SECO COMPACTADO DE AGREGADO FINO (ASTM C 29 AASHTO T 19) PROYECTO

:

-------------

SOLICITADO

:

-------------

PROCEDENCIA :

OCOPA

CALICATA

C-1

:

: PROFUNDIDAD : FECHA :

ALTERADA

TECNICO

-------------

MUESTRA

:

0.8m 29/01/2017

PESO UNITARIO SECO COMPACTADO (agregado fino) PRUEBA NUMERO VOLUMEN DEL MOLDE (m3) PESO DEL MOLDE (gr) PESO DEL AGREGADO + PESO DEL MOLDE (gr) PESO DEL AGREGADO (gr) PESO UNITARIO SUELTO SECO (Kg/M3) PESO UNITARIO SUELTO SECO PROMEDIO (Kg/M3)

1 0.00556

9970.00 19130.00 9160.00 1647.48

2 0.00556 9971.00 19335.00 9364.00 1684.17 1671.22

3 0.00556 9973.10 19325.00 9351.90 1682.00

UNIDADES M3 gr gr gr kg/m3 kg/m3

Laboratorista

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4.3.

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PESO VOLUMETRICO SECO SUELTO DEL AGREGADO GRUESO

4.3.1. REFERENCIAS  ASTM C – 29  AASHTO T 19  NTP 400.017 4.3.2. OBJETIVOS Obtener la cantidad de suelo en kilogramos que se puede lograr por metro cubico, al vaciar material a un recipiente de volumen conocido y sin darle acomodo a las partículas. 4.3.3. EQUIPOS  Cucharon  Recipiente de volumen conocido  Regla de 30 cm  Balanza de 20 kg de capacidad y 5 gms de aproximación. 4.3.4. PROCEDIMIENTO  La arena se seca al sol y se cuartea  Se pesa el recipiente vacío.  Empleando el cucharon se toma el material y se deja caer dentro del recipiente desde una altura de 5 cm, hasta que se llene, evitando que el material se reacomode por movimientos indebidos; después se procede a enrasar utilizando la regla de 30 cm. 4.3.5. CALCULOS Se calcula el peso volumétrico del material seco suelto, con la siguiente formula 𝐏. 𝐕. 𝐒. 𝐒. =

𝐖𝐦 𝐕𝐫

DONDE: Wm = Peso del material (kg) Wm = (Peso del recipiente + material) – (Peso del recipiente) Vr

= Volumen del recipiente

4.3.6. EJEMPLO DE FORMATO DE PRESENTACION DE DATOS

MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA YH.SAC EJECUCION,SERVICIOS, DISTRIBUCION Y ENSAYO DE LABORATORIO

LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETOMECANICAS DE SUELOS - PAVIMENTOS PESO UNITARIO SECO SUELTO DE AGREGADO GRUESO (ASTM C 29 AASHTO T 19) PROYECTO

:

-------------

SOLICITADO

:

-------------

PROCEDENCIA :

OCOPA

CALICATA

C-1

:

: PROFUNDIDAD : FECHA :

ALTERADA

TECNICO

-------------

MUESTRA

:

0.8m 29/01/2017

PESO UNITARIO SECO SUELTO (agregado GRUESO) PRUEBA NUMERO VOLUMEN DEL MOLDE (m3) PESO DEL MOLDE (gr) PESO DEL AGREGADO + PESO DEL MOLDE (gr) PESO DEL AGREGADO (gr) PESO UNITARIO SUELTO SECO (Kg/M3) PESO UNITARIO SUELTO SECO PROMEDIO (Kg/M3)

1 0.00556

9970.00 19180.00 9210.00 1656.47

2 0.00556 9971.00 19190.00 9219.00 1658.09 1651.43

3 0.00556 9973.10 19090.00 9116.90 1639.73

UNIDADES M3 gr gr gr kg/m3 kg/m3

Laboratorista

4.4.

PESO VOLUMETRICO SECO COMPACTADO DEL AGREGADO

GRUESO 4.4.1. REFERENCIAS  ASTM C – 29  AASHTO T 19  NTP 400.017 4.4.2. OBJETIVOS Obtener la cantidad de la arena en kilogramos que se pueda logra por metro cubico, al vaciar el material a un recipiente de volumen conocido y dándole acomodo a las partículas por medio de golpes de varillas punta bala. 4.4.3. EQUIPOS  Cucharon  Recipiente de volumen conocido  Regla de 30 cm  Balanza de 20 kg de capacidad y 5 gms de aproximación. MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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 Varilla punta de bala. 4.4.4. PROCEDIMIENTO  La arena se seca al sol y se cuartea  Se pesa el recipiente vacío.  Empleando el cucharon se toma el material y se deja caer dentro del recipiente desde una altura de 5 cm, llenando el recipiente en 3 capas, dándole 25 golpes de varilla a cada capa, después se procede a enrazar utilizando la regla de 30 cm. 4.4.5. CALCULOS Se calcula el peso volumétrico del material seco compacto, con la siguiente formula 𝐏. 𝐕. 𝐒. 𝐂. =

𝐖𝐦 𝐕𝐫

DONDE: Wm = Peso del material (kg) Wm = (Peso del recipiente + material) – (Peso del recipiente) Vr

= Volumen del recipiente

4.4.6. EJEMPLO DE FORMATO DE PRESENTACION DE DATOS CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA YH.SAC EJECUCION,SERVICIOS, DISTRIBUCION Y ENSAYO DE LABORATORIO

LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETOMECANICAS DE SUELOS - PAVIMENTOS PESO UNITARIO SECO COMPACTADO DE AGREGADO GRUESO (ASTM C 29 AASHTO T 19) PROYECTO

:

-------------

SOLICITADO

:

-------------

PROCEDENCIA :

OCOPA

CALICATA

C-1

:

: PROFUNDIDAD : FECHA :

ALTERADA

TECNICO

-------------

MUESTRA

:

0.8m 29/01/2017

PESO UNITARIO SECO COMPACTADO (agregado GRUESO) PRUEBA NUMERO VOLUMEN DEL MOLDE (m3) PESO DEL MOLDE (gr) PESO DEL AGREGADO + PESO DEL MOLDE (gr) PESO DEL AGREGADO (gr) PESO UNITARIO SUELTO SECO (Kg/M3) PESO UNITARIO SUELTO SECO PROMEDIO (Kg/M3)

1 0.00556

9970.00 19435.00 9465.00 1702.34

2 0.00556 9971.00 19345.00 9374.00 1685.97 1695.50

3 0.00556 9973.10 19415.00 9441.90 1698.18

UNIDADES M3 gr gr gr kg/m3 kg/m3

Laboratorista

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NORMA TECNICA PERUANA NTP 400.022 METODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION DEL AGREGADO FINO 1. OBJETO La presente NTP establece un procedimiento para determinar el peso específico seco, el peso específico saturado con superficie seca, el peso específico aparente y la absorción (después de 24 horas) del agregado fino. 2. REFERENCIAS NORMATIVA Las siguientes normas contienen disposiciones que al ser citadas en este texto constituyen requisitos de esta NTP. Las ediciones indicadas estaban en el momento de esta publicación. Como toda norma esta sujeta a revisión, se recomienda a aquellos que realicen acuerdos a bases a ellas, que analicen la conveniencia de usar las ediciones recientes de las normas citadas seguidamente. El organismo Peruana de Normalización posee, en todo momento, la información de las NTP en vigencia. NORMAS TECNICAS PERUANAS  NTP 400.037:2001 - AGREGADOS. Especificaciones normalizadas para agregados en hormigón.  NTP 400.012:2001 - AGREGADOS. Análisis granulométrico del agregado fino, grueso y global.  NTP 400.011:1996 - AGREGADOS. Definición y clasificación de agregados para uso en morteros y hormigones (concretos).  NTP 400.010:2001 AGREGADOS. Extracción y preparación de las muestras.  NTP 350.001:1970 TAMICES DE ENSAYO.  NTP 339.047:1979 HORMIGON (CONCRETO). Definición terminológica relativa al concreto.  NTP 400.021:2002 AGREGADOS. Métodos de ensayo normalizado para peso específico y absorción de agregado grueso.

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3. CAMPO DE APLICACIÓN Esta NTP se aplica para determinar el peso específico seco, el peso específico húmedo saturado con superficie seca, el peso específico aparente y la absorción de agregados fino, a fin de usar estos valores tanto en el cálculo y corrección de diseño de mezclas, como el control de uniformidad de sus características de sus características físicas.

4. DEFINICIONES Para los propósitos de esta NTP se aplicaran las definiciones contenidas en la NTP 400.021. 5. APARATOS a. BALANZA: Sensible a 0.1% del peso medio y con capacidad de 1000g. o más. b. FRASCO: Frasco volumétrico de 500cm3 de capacidad, calibrado hasta 20ºC. c. MOLDE CONICO: Metálico de 40 mm ± 3mm de diámetro en la parte superior, 90mm ± 3mm de diámetro en la parte inferior, y 75 mm ± 3mm de altura. d. BARRA COMPACTADORA DE METAL: 340g ± 15g de peso con un extremo de superficie plano circular de 25mm ±3mm de diámetro. e. ESTUFA: Una estufa capaz de mantener una temperatura uniforme de 110ºC ± 5ºC.

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34

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6. PREPARACION DE LA MUESTRA

6.1.

Se coloca aproximadamente 1000g del agregado fino, obtenido por

método del cuarteo y secado a peso constante a una temperatura 110ºC +- 5ºC. se cubica la muestra con agua y se deja reposar durante 24 horas. Se extiende sobre la superficie plana expuesta a una corriente suave de aire tibio y se remueve con frecuencia, para garantizar un secado uniforme. Se continua esta operación hasta que los granos de agregado no se adhieran marcadamente entre si. Luego se coloca en el molde cónico, se golpea la superficie suavemente 25 veces con la barra de metal y se levanta el molde verticalmente. si existe humedad libre, el cono de agregado fino mantendrá su forma. se sigue con el secado MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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resolviendo constantemente y se prueba a intervalos frecuentes hasta que el cono se derrumbe al quitar el molde, esto significa que el agregado fino ha alcanzado una condición de superficie seca.

7. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO 7.1.

se introduce de inmediato en el frasco una muestra de 500g. del

material preparado, se llena de agua para alcanzar aproximadamente la marca de 500cm3 a una temperatura de 23ºC ± 2ºC.

7.2.

Después de una hora se llena con agua hasta los 500cm3 y se

determina el peso total del agua introducida en el frasco con aproximación de 0.1g.

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7.3.

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Se saca el agregado fino del frasco, se seca a peso constante a

una temperatura de 110ºC ± 5ºC, se enfría a temperatura ambiente en un secador durante 1/2 hora a 1 1/2 y se pesa.

8. EXPRESION DE RESULTADOS 8.1. Peso Específico de Masa (Pem): Pem =

W0 𝑥 100 V − Va

Donde: Pem: Peso específico de masa. Wo : Peso en el aire de la muestra secada al horno. Gramos. V

: Volumen del frasco en cm3.

Va : Peso en gramo o volumen en cm3 de agua añadida en el frasco. 8.2. Peso Específico de Masa Saturada con superficie seca (Pe SSS) 500

Pe SSs = V−Va 𝑥 100 8.2. Peso Específico Aparente (Pea) Pea =

Wo 𝑥 100 (V − Va)𝑥(500 − 𝑊𝑜)

8.4. Absorción (Ab) Ab = MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

500 − Wo 𝑥 100 Wo 37

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9. REPORTE Reportar el resultado del peso específico con aproximación a 0.01 e indicar el tipo de peso específico ya sea de masa, saturada superficialmente seco o aparente. CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA YH.SAC EJECUCION,SERVICIOS, DISTRIBUCION Y ENSAYO DE LABORATORIO

LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETOMECANICAS DE SUELOS - PAVIMENTOS PESO ESPECIFICO DEL AGREGADO FINO ( NTP 400.022) PROYECTO

:

---------------

SOLICITADO

:

--------------

PROCEDENCIA :

OCOPA

CALICATA

C-1

:

: PROFUNDIDAD : FECHA :

ALTERADA

TECNICO

…………………….

MUESTRA

:

0.8m 29/01/2017

PESO ESPECIFICO (agregado FINO) PRUEBA NUMERO PESO DE LA TARA PESO DE LA TARA + AGREGADO SSS PESO DEL AGREGADO SSS PESO DEL FRASCO VOLUMEN DEL FRASCO (V) PESO DEL FRASCO + AGREG. SSS`+ AGUA AÑADIDA VOLUMEN DEL AGUA ANADIDIDA (Va) PESO DEL AGREGADO SECADO AL HORNO (Wo) PESO ESPECIFICO DE MASA (Pem) PESO ESPECIFICO DE MASA SSS (PeSSS) PESO ESPECIFICO APARENTE (Pea) CONTENIDO DE HUMEDAD PROMEDIO (%)

1 0.00 500.00 500.00 300.00 500.00 1120.00 320.00 456.00 2533.33 2777.78 3352.94 0.10

2 0.00 500.00 500.00 300.00 500.00 1120.00 320.00 451.00 2505.56 2777.78 3442.75 0.11

3 0.00 500.00 500.00 300.00 500.00 1120.00 320.00 452.00 2511.11 2777.78 3424.24 0.11

Laboratoristas

10. ANTECEDENTES : ASTM C 128: 1997

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UNIDADES gr gr gr gr cm3 gr cm3 gr Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 %

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AASHTO T 84 PESO ESPECÍFICO Y LA ABSORCION DE AGREGADO FINO Lleve a cabo este procedimiento de acuerdo con AASHTO T84, NDDOT Modificada. El procedimiento de ensayo estándar utiliza un picnómetro de 500ml (matraz) mientras que el NDDOT utiliza un 1000 ml picnómetro. El procedimiento de ensayo estándar utiliza una muestra de 100g que se humedece 15 a 19 horas. La modificación NDDOT es utilizar una muestra de 1100 g que se remoja durante 17 ± 1 horas. El procedimiento de ensayo estándar especifica el agregado esta en un estado de la superficie seca, cuando las depresiones agregados ligeramente cuando se retira el molde. La modificación NDDOT especifica que el agregado esta en un estado de la superficie seca cuando se retira el molde y 25% a 75% del diámetro de la parte superior de las depresiones superficiales. Una placa de cubierta de vidrio se utiliza con el picnómetro. El procedimiento de ensayo estándar especifica que la muestra en el picnómetro se puede sumergir en agua circulante para ajustar su temperatura a 23 ± 1,7ºC. NDDOT requiere la colocación de la muestra en el picnómetro en un baño de agua durante 60 ± 15 minutos. El procedimiento estándar especifica que la gravedad específica calculada se gravara en la centésima y la absorción calculada a la décima de punto porcentual. La modificación NDDOT es registrar la gravedad calculada específica a las milésimas y la absorción calculado a la centésima parte del uno por ciento. Consulte la edición actual de AASHTO para el procedimiento en todos sus elementos y detalles de equipamiento de especificación.

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ALCANCE Este método de ensayo cubre la determinación de la densidad aparente y la densidad aparente sobre la base de la masa agregada de superficie saturada seca y absorción de una muestra de agregado fino. El agregado fino se define como material que pasa el tamiz Nº4. DOCUMENTOS DE REFERENCIA 

AASHTO T2, Muestreo de Agregados



AASHTO T 248, Reducción de muestras de agregado Tamaño pruebas.



AASHTO T 255, el contenido total de humedad evaporable de agregados por secado.

APARATO  Balanza  Picnómetro (frasco) y la placa de cubierta de vidrio  Molde de metal en forma de un tronco de cono.  Metal anti sabotaje con una masa de 340 ± 15 g de apisonamiento y la cara 25 ± 3mm de diámetro.  Cuchara  Pequeño ventilador  Control de temperatura del agua de baño.  Tamices: Nº 4 (4.75mm)  Horno. PRUEBA DE MUESTRAS Obtener muestra de acuerdo con AASTO T2. Mezclar bien y reducir el tamaño de las pruebas según AASHTO T 248. Espécimen

de

ensayo

debe

ser

una

muestra

representativa

aproximadamente 1100g de material que pasa el tamiz Nº4.

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40

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de

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Matraz aforado Calibrar el matraz mediante la determinación del peso del matraz lleno de agua destilada a 23 ± 1,7ºC. Llene demasiado el recipiente de modo que el agua es convexa por encima del borde. Con mucho cuidado deslice una tapa sobre el borde del frasco. El matraz debe estar libre de burbujas de aire. Limpiar cualquier resto de humedad en el exterior del matraz y se pesa el matraz, el agua, y la placa de cubierta. Registre este peso como el peso del matraz, tapar la placa, y el agua. Vaciar el matraz y repetir la calibración. Pesos repetidos deben estar de acuerdo de 0.2 g. PROCEDIMIENTO  Los pesos se registran con una precisión de 0.1 g.  Secar la muestra de acuerdo con AASHTO T225, A una temperatura de 110 ± 5ºC permitir que la muestra se enfrié a una temperatura cómoda manipulación.  Colocar la muestra en una cacerola, cubrir con agua destilada, y remojar durante 17 ± 1 horas. Después del periodo de remojo cuidadosamente quitar el exceso de agua. Tenga cuidado para evitar la pérdida de las multas.  Corre la totalidad de la muestra sobre una superficie plana, no absorbente y exponerlo a una corriente suave movimiento de aire caliente producido por el ventilador a una velocidad baja. Se agita la muestra de frecuencia para obtener un secado uniforme.  El propósito de secado lento, los uniformes es llevar las multas a una condición de superficie saturada seca. En esta humedad condición llena los poros de cada partícula mientras que la superficie de la partícula es seco. si no uniforme secado se permite, los resultados pueden ser erróneos debido a sobre – secos porciones del agregado no estará saturado. Continuar el proceso hasta que la muestra se aproxima a una condición de flujo libre. Se pretende el primer ensayo de la prueba de cono se hace con un poco de agua en la superficie de la muestra.

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 Colocar el molde (diámetro grande hacia abajo) sobre una superficie lisa y nivelada, firme, no absorbente y rellenar con el material parcialmente seco. llene el cono a rebosar. Heap material adicional por encima de la parte superior del molde manteniendo el molde con los dedos en forma de copa y verter el material en la parte superior del molde. Apisonar la superficie del material en el molde con la manipulación indebida. Cada gota de la manipulación e 25 veces con la manipulación indebida. Cada gota de la manipulación debe comenzar 0.2” (5mm) por encima de la parte superior del agregado fino. Permitir la manipulación caer libremente durante cada gota. Ajuste de la altura inicial después de cada gota. Distribuir la gota de manera uniforme sobre toda la superficie.  Retire el material derramado alrededor del molde y lentamente levante el molde verticalmente.  Si la humedad de superficie aun esta presente en la muestra, el agregado fino retendrá la forma moldeada y secado adicional. Si la muestra se desploma en el primer intento, el material se ha secado pasado el estado de la superficie seca saturada. Es posible obtener el agregado fino demasiado seco en el primer intento, pero la prueba puede ser salvado mediante la adición de unos pocos ml de agua a la muestra, mezclando, cubriendo, y permitiendo que la muestra repose durante 30 minutos antes de volver a comprobar. Solo uno vuelve a comprobar está permitido.  Probar el agregado apisonado bien a intervalos frecuentes hasta 25 a 75% del diámetro de la parte superior de las depresiones cónicas. En este punto el material ha alcanzado la condición de la superficie seca saturada. Inmediatamente pesan exactamente 500g de material de la superficie saturada seca para su introducción en el matraz.  Llenar parcialmente el matraz con agua destilada. Inmediatamente introducir 500g de material de la superficie saturada seca en el matraz. Añadir agua destilada hasta que el cuello del matraz se llena parcialmente. Rodar y agitar el matraz para eliminar las burbujas de aire. Periódicamente parar la agitación y el balanceo del matraz para permitir que las burbujas de aire a la altura de la parte superior y ser eliminado.

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Continuar la agitación, laminados, y los procedimientos de eliminación de burbujas hasta que todas las burbujas se eliminan. Normalmente se toma alrededor de 15 a 20 minutos para eliminar las burbujas de aire.  Colocar el matraz en un baño de agua a 23 ± 1,7ºC durante 60 ± 15 minutos. Para eliminar las burbujas de aire, de forma periódica retirar el matraz del baño de agua, agitar suavemente, y colocarlo de nuevo en el baño de agua. Todas las burbujas de aire debe ser eliminado. Esto requiere una buena técnica y el juicio. Si las burbujas de aire no se eliminan completamente, los resultados serán erráticos. Después el matraz ha estado en el baño de agua durante el tiempo especificado, eliminar.  Después de la retirada del baño de agua, añadir agua destilada hasta que el nivel de la parte superior del matraz. Sobrellenado del matraz para que el agua es convexa por encima del borde y deslice la placa de la cubierta de vidrio a lo largo del borde. El matraz debe estar libre de burbujas de aire. Limpiar cualquier resto de humedad del matraz y se pesa el matraz, la placa de cubierta de la muestra y el agua. Registre este peso como el, peso del matraz, tapar la placa, la muestra y el agua a la parte superior del frasco.  Vierta cuidadosamente la muestra y el agua en una cacerola cubierta de alquitrán. Enjuagar el residuo del matraz en la sartén con un frasco. Horno seco de la muestra de acuerdo con AASHTO T225 a una temperatura de 110 ± 5ºC. cubrir y dejar que la muestra se enfrié a temperatura ambiente durante 30 a 90 minutos. Pesar y registrar el peso de la muestra secada al horno. CALCULOS E INFORMES 

Para calcular la gravedad especifica mayor, dividir el peso en seco en el aire por los resultados del matraz lleno de agua mas el peso de la muestra saturada de superficie seca, menos el peso del matraz con la muestra y el agua a la parte superior del matraz. La ecuación es como sigue: MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

43

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𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑎 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑒𝑙 =

𝐴 𝐵+𝑆−𝐶

Donde: A = Peso de la muestra seca al horno B = Peso del matraz, y placa de cubierta llena de agua. C = Peso del matraz, tapar la muestra y agua arriba del frasco. S = Peso de la muestra de la superficie seca saturada (500g) Reporte el resultado a 0.001. 

Para el cálculo de densidad aparente (superficie saturada seca), dividir el peso de la muestra saturada de superficie seca por los resultados del matraz lleno de agua mas el peso de la muestra saturada de superficie seca, menos el peso del matraz con la muestra y el agua a la parte superior del matraz. La ecuación es como sigue: 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑆𝑆𝑆) =

𝑆 𝐵+𝑆−𝐶

Informar sobre el resultado al 0.001. 

Para calcular la gravedad especifica aparente, se divide el peso de la muestra seca en horno de aire por los resultados del matraz lleno de agua más el peso de la muestra seca en horno de aire, menos el peso del matraz con la muestra y el agua a la parte superior del matraz. La ecuación es como sigue: 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 =

𝐴 𝐵 + 𝐴𝐶

Informar sobre el resultado al 0.001 

Para el cálculo de la absorción, se resta el peso de la muestra seca en horno de aire a partir del peso de la muestra saturada de superficie seca y dividir el resultado por el peso de la muestra seca en horno de aire multiplique el resultado por 100. La ecuación es como sigue: 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛 (%) =

𝑆−𝐴 𝑥 100 𝐴

Informar del resultado con una precisión de 0.01%

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NOTAS La inmersión de la punta de una toalla de papel en el picnómetro se ha encontrado para ser útil en la dispersión de la espuma que a veces se acumula cuando la eliminación de las burbujas de aire. CALIBRACION Una revisión de la calibración del equipo debe realizarse anualmente, como mínimo, o cada vez que se produce el daño a la reparación.

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ASTM C 128 GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCION DE AGREGADO FINO ALCANCE Esta norma describe el procedimiento de ensayo para la determinación de la gravedad específica Bulk, gravedad especifica aparente. Así como la absorción de una muestra de árido fino a una temperatura establecida de 23/23ºC, después de 24 horas de sumergido en agua. La graveada especifica bulk en base al peso de la superficie saturada superficialmente seca de la muestra de ensayo y la absorción. EQUIPO Balanza: Que tenga una capacidad de 1Kg o mas, una sensibilidad de 0.1gr o menos y sea exacto dentro del 0.1% de la masa de la muestra de ensayo en cualquier punto dentro del intervalo de uso. Un frasco u otro recipiente en el que se puede introducir la totalidad de la muestra y capaz de apreciar volúmenes con una exactitud de ± 0.1cm3, su capacidad hasta el enrase será, como mínimo un 50% mayor que el volumen ocupado por la muestra. Molde: Un molde de metal de forma de un tronco de cono de 0.8mm de espesor como mínimo de 40 ± 3mm de diámetro inferior en su base menor, 90 ± 3mm de diámetro. Varilla para apisonado: Metálica, con un

peso de 340 ± 15 gr y

terminada por uno de sus extremos en una superficie circular plana para el apisonado, de 25 ± 3mm de diámetro.

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MUESTRA DE ENSAYO  La toma de muestras será de acuerdo con la práctica AASHTO D75 (toma de muestras de los agregados).  Obtener aproximadamente 1 kg de la muestra de agregado fino utilizando el procedimiento aplicable en la práctica AASHTO C702 (Practica para la reducción de muestras de agregado según el tamaño).  Secar la muestra en un recipiente adecuado o vasija en el horno hasta un peso constante a una temperatura de 110 ± 5ºC.  Se deja enfriar a temperatura ambiente, cubrir con agua ya sea por inmersión o mediante la adición de por lo menos el 6% de humedad para el agregado fino, y dejar sumergido por 24 ± 4 horas.  Los valores de la absorción y la gravedad especifica en la condición saturada superficialmente seco pueden ser significativamente mayores para el árido no secado al horno antes del remojo que para el mismo árido sometido a la preparación que se describe en el punto 3.6.  Decantar el exceso de agua con cuidado para evitar la pérdida de los finos, se extiende la muestra sobre una superficie plana comenzando la operación de desecar dirigiendo sobre ella una corriente moderada de aire caliente y remover con frecuencia para garantizar el secado homogéneo.

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 Prueba del cono de la superficie de humedad: Sostenga el molde firmemente sobre una superficie lisa no absorbente con la boca de mayor diámetro.

 Coloque una porción de la muestra seca en el interior del molde, llenando hasta desbordar, apisonar suavemente su superficie 25 golpes con la varilla. Cada golpe debes comenzar alrededor de 5mm (0.2”) por encima de la parte superior de la superficie total de la muestra, levantándolo a continuación, con cuidado, verticalmente el molde.

 Si la superficie de las partículas conserva aún exceso de humedad, el cono de agregado mantendrá su forma original, por lo que se continuara agitando y secando la muestra, realizando frecuentemente la prueba del cono hasta que se produzca un primer desmoronamiento superficial, indicativo de que finalmente ha alcanzado el agregado la condición de superficie seco.

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PROCEDIMIENTO 

Registrar todas las determinaciones de pesos con una aproximación de 0.1g 

Introducir inmediatamente en el picnómetro aforado 500 ± 10 gr de la muestra

de

árido

fino

preparada,

y

se

añade

agua

hasta

aproximadamente un 90% de su capacidad.



Para eliminar el aire atrapado se rueda el picnómetro sobre una superficie plana, e incluso agitando manual, mediante o invirtiéndolo si es preciso, introduciéndolo seguidamente en un baño de agua a una temperatura de 27 ± 1,7ºC durante 1 hora, transcurrida la cual se enrasa con agua a igual temperatura se saca del baño, se seca rápidamente su superficie y se determina su peso total (picnómetro, muestra)



Un agitador mecánico será considerado aceptable para su uso en caso de pruebas de comparación para cada periodo de seis meses de uso que muestran las variaciones de márgenes aceptables o dos resultados, el cual indica en la tabla 1 de los resultados de la agitación manual en el mismo material.

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TABLA 1 DESVIACION RANGO ACEPTABLE ESTANDAR DE 2 RESULTADOS UN SOLO OPERADOR DE PRECISION Gravedad Especifica Bulk (seco) Gravedad Especifica Bulk (SSD) Gravedad Especifica Aparente

0.011

0.032

0.0095

0.027

0.0095

0.027

Absorcion (%)

0.11

0.31

PRECISION MULTILABORATORIO Gravedad Especifica Bulk (seco) Gravedad Especifica Bulk (SSD) Gravedad Especifica Aparente Absorcion (%)



0.023

0.066

0.020

0.056

0.020

0.056

0.23

0.66

NOTA: Alrededor de 15 a 20 minutos son normalmente necesarias para eliminar el aire atrapado utilizando el método manual. Introduciendo la punta de una toalla de papel en el picnómetro ha demostrado ser útil en la eliminación de las burbujas.



Opcionalmente, una pequeña cantidad de alcohol isopropilico puede ser utilizado para dispersar las burbujas. No utilice cualquiera de estos procedimientos cuando se utiliza el método alternativo descrito a continuación.



Alternativa para peso de acuerdo al paso 2.- La cantidad de agua añadida necesaria para el enrase final del picnómetro aforado a la temperatura necesaria puede determinarse volumétricamente utilizando una bureta exacta a 0.15ml. calcular el peso total del picnómetro, muestra, y el agua de las siguientes manera: C = 0.9975𝑉𝐴 + S + W DONDE: C = Peso del picnómetro con muestra y agua hasta el enrase, en (gr) MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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VA = Volumen de agua añadida al picnómetro, en (ml) S = Peso de la muestra en estado saturado superficialmente seco, (gr) W = Peso del picnómetro vacío, en (gr) 

Alternativa de procedimiento en el paso 2.- Utilice un frasco Le Chateller inicialmente lleno de agua hasta el fondo entre el 0 y 1ml registre esta primera lectura con el frasco y su contenido a la temperatura dentro del rango de 23 ± 1,7ºC.



Añadir 55 ± 5g de la muestra de agregado fino en estado saturado superficialmente seco.



Después de que todo el agregado fino se ha introducido, coloque la tapa en el frasco y haga rodar el frasco en una posición inclinada, o que gire suavemente en un círculo horizontal, a fin de desalojar todo el aire atrapado. Continuar hasta que no haya burbujas en la superficie.



Tome una lectura final del frasco y su contenido dentro de 1ºC o de la temperatura original.



Se saca el agregado fino del picnómetro y se lo coloca en el horno a una temperatura de 110 ± 5ºC hasta peso constante, se enfría al aire a temperatura ambiente durante 1 ± ½” hora y se determina finalmente su peso seco.



Si se utiliza el frasco de Le Chateller, una parte de la muestra se usa para la determinación de la absorción. Pesar 500 ± 10gr del agregado fino en estado saturado superficialmente seco, secado hasta eso constante. Determinar el peso de picnómetro calibrado con agua a 23 ± 1,7ºC.



Alternativa para peso de acuerdo al paso anterior.- La cantidad de agua añadida para el enrase final del picnómetro aforado a la temperatura necesaria puede determinarse volumétricamente utilizando un bureta exacta a 0.15ml. calcular el peso total del picnómetro, muestra y el agua de la siguiente manera. B = 0.9975V + W DONDE: B = Peso del frasco lleno de agua en (gr). V = Volumen del frasco en (ml)

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W = Peso del frasco vacío en (gr) CALCULOS  Gravedad Especifica Bulk Calcular la gravedad especifica bulk a 23/23ºC, mediante la siguiente expresión: 𝐺𝑟𝑒𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝐵𝑢𝑙𝑘 =

𝐴 𝐵−𝑆−𝑉

DONDE: A = Peso en el aire de la muestra, en (gr) B = Peso del picnómetro lleno de agua. En (gr) S = Peso de la muestra en estado saturado superficialmente seco C = Peso del picnómetro calibrado con muestra y agua, en (gr) Si se utiliza el método con el frasco de Le Chatelier, la gravedad especifica bulk a, 23/23ºC, se calcula de la siguiente manera: 𝐴 𝑆𝑎 ( 𝑆 ) 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝐵𝑢𝑙𝑘 = 0.9975(𝑅2 − 𝑅1 ) DONDE: S1 = Peso de la muestra en estado saturado superficialmente seco usando el frasco Le Chatelier, en (gr). R1 = Lectura inicial de nivel del agua en frasco de Le Chatelier. R2 = Lectura final del nivel de agua en el frasco de Le Chatelier  Gravedad Especifica Bulk (SSS) Calcular la Gravedad Especifica Bulk a 23/23ºC en base al peso del agregado en estado saturado superficialmente seco, mediante la siguiente expresión: 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝐵𝑢𝑙𝑘 (𝑆𝑆𝐷) =

𝐵 𝐵+𝑆−𝐶

Si se utiliza el método con el frasco de Le Chatelier, la gravedad especifica bulk a, 23/23ºC, en base al peso del agregado en estado saturado superficialmente seco se calcula de la siguiente manera: 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝐵𝑢𝑙𝑘 (𝑆𝑆𝐷) =

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𝑆1 0.9975(𝑅2 − 𝑅1 ) HUBER YARANGA H.

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 Gravedad Especifica Aparente Calcular la Gravedad Especifica Aparente, a 23/23ºC mediante la siguiente expresión. Gravedad Especifica Aparente =

A B+A−C

 Absorción Calcular el porcentaje de absorción, mediante la siguiente expresión: 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛 =

𝑆−𝐴 𝑥 100 𝐴

REPORTE Los resultados de las gravedades especificas realizadas con la misma muestra no deben diferir en sus valores en más de 0.1% para el porcentaje de absorción. PRECISION Las estimaciones de la precisión de este método de prueba (que se muestran en la tabla Nº1) se basan en los resultados de la AASHTO. Programa muestra de materiales de laboratorio de referencia, con pruebas llevadas a cabo por este método de prueba y el método de prueba AASTHO T 84, la diferencia significativa entre los métodos de prueba AASHTO C128 requiere de un periodo de saturación de 24 ± 4 h, el método de prueba AASHTO T84 requiere un periodo de saturación de 15 – 19 h. Los datos se basan en el análisis de más de 100 pares de los resultados de las pruebas de 40 – 100 laboratorios.

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ASTM C 127 GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCION DE AGREGADOS GRUESOS 1. ALCANCE Esta norma describe el procedimiento para determinar la gravedad específica y absorción del agregado grueso. La gravedad específica puede ser expresada como la gravedad específica bulk, gravedad especifica bulk (SSD), o gravedad específica aparente. La gravedad especifica bulk (SSD) y la absorción, se basan en agregados sumergidos en agua después de 24 horas. Este ensayo no debe ser usado en agregados de bajo peso.

2. TERMINOLOGIA  Absorción.- Aumento en el `peso de los agregados debido al agua en los poros del material pero sin incluir el agua adherida a la superficie exterior de las partículas, expresado como un porcentaje del peso seco.  Gravedad Especifica.- Relacion entre la masa (o el peso en el aire) de una unidad de volumen de un material a la masa del mismo volumen de agua a una temperatura indicada. Los valores son adimensionales.  Gravedad Especifica Aparente.- Relacion entre el peso en el aire de una unidad de volumen de la parte impermeable del agregado a una temperatura indicada a el peso en el aire de un igual volumen de agua destilada libre de gas a una temperatura dada.  Gravedad Especifica Bulk.- Relación entre el peso en el aire de una unidad de volumen total (incluyendo los vacíos permeables e impermeables de las partículas, pero sin incluir los vacíos entre partículas) a una temperatura establecida para el peso en el aire de un volumen igual del material libre de agua destilada a una temperatura establecida.  Gravedad Específica Bulk (SSD).- Relacion entre el peso en el aire de una unidad de volumen total del agregado, incluyendo el peso del agua dentro de los vacíos alcanzados por la sumersión en agua durante aproximadamente 24 horas (pero sin incluir los vacíos entre las MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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partículas), A una temperatura establecida, en comparación con el peso en el aire de un volumen igual del material libre de agua destilada a una temperatura establecida. 3. EQUIPO 

Dispositivo de pesaje apropiado según el tamaño de la muestra, y fácil de leer, con una precisión de 0,05% del peso de la muestra, con sensibilidad de 0.50 gr en cualquier punto dentro del intervalo.



Canasta de alambre.- De malla de alambre de un diámetro aproximado de 3.35mm (Nº 6), el diámetro de la canasta debe ser igual a su altura con una capacidad de 4 – 7 L para el árido cuyas partículas tengan un tamaño nominal de 37.5mm (1 ½”). La canasta será construida a tal grado que impida atrapar aire cuando esta es sumergida.



Depósito de agua.- Un tanque de agua en el cual se suspende la muestra en la canasta, y que puede ser colocado debajo de la balanza.



Tamices.- Un tamiz de 4.75mm (Nº 4) o de otros tamaños, según sea necesario (véase muestra de ensayo)

4. MUESTRA DE ENSAYO o Mezcle completamente la muestra necesaria de agregados, elimine todo el material que pase el tamiz 4.75mm (Nº 4) por tamizado en seco, lave completamente y remueva basuras y material adherido a la superficie del material. o El peso mínimo para el ensayo será determinado en la tabla Nº1. En muchos casos, es mejor ensayar el árido grueso separadamente en varias fracciones según el tamaño de sus partículas, si la muestra de árido contiene más del 15% retenido en el tamiz 37.5mm (1 ½”), las fracciones mayores a 37.5mm deben ensayarse separadamente de las fracciones menores a 37.5mm. cuando se fracciona la muestra las cantidades mínimas para ensayo de cada fracción ajustaran, según su tamaño particular, a lo indicado en la Tabla Nº 1

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TABLA Nº 1 TAMAÑO MAXIMO NOMINAL PESO MINIMO DE LA DE LA MJUSTRA (") MUESTRA DE ENSAYO (Kg) 1/2 o menos 2 3/4 3 1 4 1 1/2 5 2 8 2 1/2 12 3 18 3 1/2 25 4 40 3 1/2 50 5 75 6 125 o Si la muestra de ensayo está separado en dos o más fracciones, se debe determinar su gradación adecuadamente, incluidos los tamices utilizados para separar las fracciones en este método. En el cálculo del porcentaje de material en cada fracción de tamaño, ignore el material fino que el tamiz 4.75 (Nº 4) o tamiz 2.36 (Nº 8).

5. PROCEDIMIENTO  Lavar la muestra hasta asegurar que han sido eliminados el polvo u otros recubrimientos superficiales de las partículas, se seca a continuación en el horno a temperatura de 110 ± 5ºC hasta obtener una masa constante.  Dejar enfriar al aire a temperatura ambiente durante un periodo de 1 – 3 horas. Una vez fría se pesa, y sumergirla en agua a temperatura ambiente por un periodo de 24 horas.  Después del periodo de inmersión, se saca la muestra del agua y se sacan las partículas sobre un paño absorbente de gran tamaño, hasta que se elimine el agua superficial visible, secando individualmente los fragmentos mayores, evitar la evaporación del agua contenida en los poros de las partículas del árido durante la operación del secado superficial. A continuación, se determina el peso de la muestra en el

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estado saturado superficialmente seco. Estas y todas las pesadas subsiguientes se realizaran con una aproximación de 0.5g o 0.05% veces el peso de la muestra para pesos superiores.  Colocar

inmediatamente

la

muestra

del

árido

saturado

superficialmente seco en la canastilla metálica y determinar su peso sumergido en el agua, a la temperatura entre 23ºC ± 1.7 y tener una densidad de 997 ± 2 Kg/m3 se tomaran las precauciones necesarias para evitar la inclusión de aire en la muestra sumergida, agitando convenientemente.  La canasta y la muestra deberán quedar completamente sumergidas durante la pesada y el hilo de suspensión será lo más delgado posible para su inmersión no afecte las pesadas.  Secar luego la muestra en el horno a una temperatura de 110 ± 5 ºC, enfriar al aire a temperatura ambiente durante 1 – 3 horas y se determina su peso seco hasta peso constante. 6. CALULOS  Gravedad Específica Bulk. Calcule la Gravedad Especifica Bulk, a 23ºC, mediante la siguiente expresión: 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝐵𝑢𝑙𝑘 =

𝐴 𝐵−𝐶

DONDE: A = Peso en el aire de la muestra seca, en (gr) B = Peso en el aire de la muestra saturada superficialmente seca, en (gr) C = Peso sumergido en agua de la muestra saturada (gr)  Gravedad Especifica Bulk (Saturada Superficialmente Seco) Calcule la Gravedad Especifica Bulk (SSD), a 23ºC en base al peso del árido grueso en estado saturado superficialmente seco, mediante la siguiente expresión: 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝐵𝑢𝑙𝑘 (𝑆𝐷𝐷) =

𝐵 𝐵−𝐶

 Valores de Gravedad Especifica Promedio

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Cuando la muestra del árido grueso se ensaya en fracciones separadas, los valores promedios para la gravedad especifica (en estado seco o en estado saturado superficialmente seco), y gravedad especifica aparente deben calcularse como los promedios compensados de los valores calculados de acuerdo a las formulas empleadas anteriormente, en proporción a los porcentajes en masa de cada fracción presente en la muestra original. Donde: G = Valor verdadero de gravedad especifica correspondiente a cada fracción de la muestra total. G1,G2,GN = Gravedad especifica correspondiente a cada fracción y según el tipo de gravedad que se esté promediando. P1, P2, PN = Porcentaje respectivos del peso de cada fracción con respecto al peso total de la muestra G=

1 𝑃1 𝑃2 𝑃3 𝑃𝑛 100𝐺1 + 100𝐺2 + 100𝐺3 + … … . 100𝐺𝑛

 Absorción Calcule el porcentaje de absorción, mediante la siguiente expresión: % de absorcion =

B−A x 100 A

 Valor promedio de absorción Cuando la muestra del árido grueso se ensaya en fracciones separadas, los valores promedios de la absorción deben calcularse como los promedios compensados de los valores calculados de acuerdo a las formulas empleadas anteriormente, en proporción a los porcentajes en masa de cada fracción presente en la muestra original, utilizando las siguientes ecuaciones: Donde: A = Valor del porcentaje de absorción de la muestra total. A.A2, An = Porcentaje de Absorción de cada fracción de la muestra total. P1, P2, Pn = Porcentajes respectivos del peso de cada fracción con respecto al peso total de la muestra.

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𝐴=

𝑃1 𝐴1 𝑃2 𝐴2 𝑃𝑛 𝐴𝑛 + + ⋯ … … …. 100 100 100

7. REPORTE Los resultados de los ensayos realizados con la misma muestra no deben diferir en sus valores en mas de 0.01 en el caso de las gravedades, ni de 0.1% para el porcentaje de absorción. 8. PRECISIÓN Y ALTERACIONES Las estimaciones de la precisión de este método de prueba (que se muestran en la tabla Nº2) se basan en los resultados de la AASHTO Programa muestra de materiales de laboratorio de referencia, con pruebas llevadas a cabo por este método de prueba y el método de prueba AASHTO T 85. La cual requiere un periodo de saturación mínimo de 15 horas. En la siguiente tabla los datos se basan en el análisis de mas de 100 pares de los resultados de las pruebas de 40 a 100 laboratorios. TABLA 2 DESVIACION RANGO ACEPTABLE ESTANDAR DE 2 RESULTADOS UN SOLO OPERADOR DE PRECISION Gravedad Especifica Bulk (seco) Gravedad Especifica Bulk (SSD) Gravedad Especifica Aparente Absorcion (%) PRECISION MULTILABORATORIO Gravedad Especifica Bulk (seco) Gravedad Especifica Bulk (SSD) Gravedad Especifica Aparente Absorcion (%)

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0.009

0.025

0.007

0.025

0.007

0.02

0.088

0.25

0.013

0.038

0.011

0.032

0.011

0.032

0.145

0.41

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AASHTO T 85 PESO ESPECÍFICO Y LA ABSORCION DE AGREGADO GRUESO Lleve a cabo este procedimiento de acuerdo con AASHTO T 85, NDDOT Modificado. El procedimiento estándar de análisis absorbe la muestra durante 15 – 19 horas. La modificación NDDOT es empapar la muestra durante 17 ± 1 horas. El procedimiento estándar especifica que las gravedades especificas calculadas se gravara en la centésima y la absorción calculado se gravara en la décima parte de un por ciento. La modificación NDDOT es registrar la gravedad calculada específica a las milésimas y la absorción calculado a la centésima parte del uno por ciento. Consulte la edición actual de AASHTO para el procedimiento en todos sus elementos y detalles de equipamiento de especificación. ALCANCE Este método de ensayo para agregado grueso cubre la determinación de la densidad aparente, mayor peso específico saturado superficie seca, la gravedad específica aparente y absorción de agua de los agregados gruesos. Material retenida en el tamiz Nº 4 y superiores de considera grueso. DOCUMENTOS DE REFERENCIA  AASTHO T2, Muestreo de Agregados  AASHTO T27, Análisis granulométrico de agregados finos y gruesos.  AASHTO T248, Reducción de muestras de agregado Tamaño Pruebas.  AASHTO T255, El contenido total de humedad evaporable de agregados por secado. APARATOS

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 Recipiente de la muestra, ya sea una canasta de alambre Nº 6 hecho con alambre o malla mas fina, o un cubo.  Balanza equipada con aparato para suspender recipiente de la muestra.  Aparato suspendido del menor tamaño práctico.  Tanque de agua con rebosadero.  Nº4 (4,75mm) tamiz u otros tamaños según sea necesario.  Toallas absorbentes  Horno  Termómetro PRUEBA DE MUESTRAS Obtener muestra de acuerdo con T2. Mezclar bien y reducir de acuerdo con T 248. Determine el tamaño de muestra necesario en la siguiente tabla. TAMAÑO MAXIMO NOMINAL

MASA MINIMA DE LA MUESTRA DE PRUEBA

1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2"

2 Kg 3 Kg 4 Kg 5 Kg 8 Kg

PROCEDIMIENTO o Todos los pesos se registran con una precisión de 0,1g. tamiz seco todo el material en el tamiz Nº 4. Deseche todo el material que pasa el tamiz Nº4 o Se lava la muestra restante para eliminar el polvo u otros recubrimientos de la superficie. o Secar la muestra del agua de acuerdo con AASHTO T 255 temperatura de 110 ± 5ºC

a una

dejar que la muestra se enfrié a una

temperatura cómoda manipulación, sumergir el agregado en agua a temperatura ambiente durante un periodo de 17 ± 1 horas.

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o Sacar la muestra del agua y en un paño absorbente grande hasta que todas

las películas visibles de agua se eliminan. En este punto, la

muestra está en un estado de la superficie saturada seca (SSD). Colocar la muestra en un recipiente. Pesar y registrar el peso de la muestra saturada de superficie seca al aire. Graba hasta 0,1% de la masa de la muestra. o Después de pesar, colocar la muestra de superficie seca saturada en la canasta de alambre. Sumergir en agua que está a una temperatura de 23 ± 1,7ºC. tenga cuidado de eliminar todo el aire antes de pesar agitando la canasta de alambre mientras se está sumergido. Determinar el peso y registro como el peso de la muestra saturada en agua. o Retire la muestra de agua y colocar en una cacerola. o Secar la muestra de acuerdo con AASHTO T225 a una temperatura de 110 ± 5ºC. permita

que la muestra se enfrié hasta ser cómoda de

manejar. Pesar y registrar el peso de la muestra seca en horno de aire. CALCULOS E INFORMES Para calcular la gravedad especifica mayor, dividir el peso en seco en el aire por los resultados del peso superficial saturado seco menos el peso en agua. La ecuación es como sigue: Bulk gravedad especifica =

𝐴 𝐵−𝐶

DONDE: A = Peso de la muestra seca en horno de aire. B = Peso de la muestra saturada de superficie seca al aire C = Peso de la muestra saturada en agua. Reporte el resultado a 0,001.

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Para el cálculo SSD mayor gravedad específica, se divide el peso de superficie seca saturada por los resultados del peso superficial saturada menos el peso en agua. La ecuación es como sigue: 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 (𝑆𝑆𝐷) =

𝐵 𝐵− 𝐶

Informar el resultado a 0.001. Para calcular la gravedad especifica aparente, dividir l peso en seco en el aire por los resultados del peso seco en el aire, menos el peso en agua. La ecuación es como sigue: 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 =

𝐴 𝐴−𝐶

Informar el resultado a 0.001 Para el cálculo de la absorción, se resta el peso de la muestra seca en horno de aire de la muestra de la superficie saturada seca en aire y dividir el resultado por el peso de la muestra seca en horno de aire. Multiplique el resultado por 100. La ecuación es como sigue: Absorcion =

B−A x 100 A

Informar el resultado con una precisión de 0.01% NOTAS Si la muestra es para el uso en mezclas de hormigón en el que se van a utilizar en su estado natural, el requisito de secado inicial se elimina y si las superficies se han mantenido continuamente húmedas hasta que la prueba, el tiempo de remojo también puede ser eliminado. CALIBRACION Una revisión de la calibración del equipo se debe realizar anualmente, como mínimo, o cada vez que se produce el daño o la reparación.

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DOSIFICACION DEL CONCRETO 1. ELEMENTOS QUE CONFORMAN EL CONCRETO

PROPORCIONES EN VOLUMEN DE LOS COMPONENTES DEL CONCRETO Proporciones típicas en volumen absolutas de los componentes del concreto

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CARACTERISITICAS DEL CONCRETO  El concreto en estado fresco tiene la facilidad de moldearse y colocarse dentro de los encofrados.  Al endurecer se alcanza una elevada resistencia a la compresión  En estado endurecido alcanza una elevada resistencia al fuego y la penetración del agua.

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2. REQUISITOS ESENCIALES DE LAS MEZCLAS Y FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DISEÑO EN ESTADO FRESCO:  Trabajabilidad  Consistencia  Fluidez  Tiempo de fraguado

EN ESTADO ENDURECIDO  Elasticidad  Resistencia a la compresión  Tracción diametral  Flexión

3. RESISTENCIA DE DISEÑO PROMEDIO MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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CRITERIOS EN LA SELECCIÓN Conocemos la desviación estándar (DS)?

a) Si nuestro Nº de muestras es > 30 Calculo de la desviación estándar: 𝑆𝑠 = √(

(𝑥1 − 𝑥)2 + (𝑥2 − 𝑥)2 + ⋯ 𝑛−1

(𝑥1 − 𝑥)2

)

Ss = desviación estándar n = numero de ensayos de la serie X1,X2,Xn = resultados de la resistencia de muestra de ensayo individuales X = promedio de todos los ensayos individuales de una serie.

DOSIFICACION BASADA EN LA EXPERIENCIA EN OBRA O EN MEZCLA DE PRUEBA: Desviación estándar.- Cuando se dispone de registros de ensayos, debe establecerse la desviación estándar de la muestra Ss. Los registros de ensayos a partir de los cuales se calcula Ss, deben cumplir las siguientes condiciones:  Deben representar los materiales, procedimientos de control de calidad y condiciones similares a las especificadas. Las variaciones

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en los materiales y en las propiedades dentro de la muestra no deben haber sido mas restrictivas que las de la obra propuesta.  Deben representar a concretos producidos para lograr una resistencia o resistencias especificadas, dentro del rango de ±7 MPa o (±70Kg/cm2) de f’c.  Deben consistir en al menos 30 ensayos consecutivos, o de dos grupos de ensayos consecutivos totalizando al menos 30 ensayos como se define en el RNE E – 30 (5.6.2.3) (un ensayo de resistencia debe ser el promedio de las resistencias de dos probetas cilíndricas confeccionadas de la misma muestra de concreto y ensayadas a los 28 días o a la edad de ensayo establecida para la determinación f’c ), excepto por lo especificado en RNE E- 30 5.3.1.2. ( cuando no se dispone de registros de ensayos que se ajustan a las condiciones anteriores, pero si se tienen registros basados en 15 – 329 ensayos consecutivos, se debe establecer la desviación estándar de la muestra, Ss, como el producto de la desviación estándar calculada de la muestra por un factor de modificación que se indica en la tabla mas adelante. Para que sean aceptables deben ajustarse a las dos primeras condiciones indicadas en este texto y deben representar un solo registro de ensayos consecutivos que abarquen un periodo no menor de 45 días calendarios consecutivos.) 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 1.34 𝐷𝑠 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 2.33 𝐷𝑠 − 35 El valor del f’cr de diseño será el MAYOR valor obtenido de ambas formulas 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 1.34 𝐷𝑠 Considera la posibilidad de que: el promedio de todos los tres ensayos de resistencia en compresión consecutivos sea mayor que el f’c. La probabilidad de ocurrencia en la cual un ensayo este por debajo del f^' ces de 1/100

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𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 2.33 𝐷𝑠 − 35 Considera la posibilidad de que: ningún ensayo de resistencia debe ser menor del f’c en mas de 35 Kg/cm2 f'c (Kg/cm2) 140 170 210 245 280 350

10 155 190 225 260 295 365

15 160 195 230 265 300 370

20 170 205 240 275 310 380

25 175 210 245 280 315 385

Ds (Kg/cm2) 30 35 180 185 215 220 250 255 285 290 320 325 390 395

40 200 236 270 305 340 410

45 210 245 280 315 350 420

50 220 255 290 325 360 430

Tabla: obtención del f’cr en función de la desviación estándar

b) Si nuestro N º de muestras es 30

FACTOR DE INCREMENTO Ver tabla cuando no se conoce el Ds 15 1.16 20 1.08 25 1.03 1

Tabla. Factor de incremento de la Ds c) Si nuestro Nº de muestras es 30 ensayos Consideraremos nuestra D s = 25 Kg/cm2 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 1.34 𝐷𝑠 = 210 + 1.34(25) = 243.5 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 2.33 𝐷𝑠 − 35 = 210 + 2.33(25) − 35 = 233.25

𝒇′ 𝒄𝒓 = 𝟐𝟒𝟓 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 CASO B) contamos con datos estadísticos < 30 ensayos Consideramos nuestra Ds = 25 Kg/cm2 Consideramos que tenemos 20 ensayos. De la tabla de incremento para la Ds 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 1.34( 𝐷𝑠 ∗ 𝑓𝑎𝑐𝑡) = 210 + 1.34(25 ∗ 1.08) = 246.2 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 2.33 (𝐷𝑠 ∗ 𝑓𝑎𝑐𝑡) − 35 = 210 + 2.33(25 ∗ 1.08) − 35 = 237.9

𝒇′ 𝒄𝒓 = 𝟐𝟒𝟓 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 CASO C) No se cuentan con datos estadísticos de ensayo Utilizaremos la siguiente tabla para determinar f’cr 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 84 = 210 + 84 = 294

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𝒇′ 𝒄𝒓 = 𝟐𝟗𝟓 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 F’cr (Kg/cm2)

CASO

245 A 245 B 245 C Para el ejemplo consideraremos:

𝒇′ 𝒄𝒓 = 𝟐𝟗𝟓 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 DETERMINAR LA CANTIDAD DE AGUA POR M3 ASENTAMIENTO

3/8

1/2

1" - 2" 3" - 4" 6" - 7"

207 228 243

199 216 228

1" - 2" 3" - 4" 6" - 7"

181 202 216

175 193 205

TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO GRUESO 3/4 1 1 1/2 2 CONCRETO SIN AIRE INCORPORADO 190 179 166 154 205 193 181 169 216 202 190 178 CONCRETO CON AIRE INCORPORADO 168 160 150 142 184 175 165 157 197 184 174 166

3

6

130 145 160

113 124 -

122 133 154

107 119 -

Agua por m3 : 205 Lt

DETERMINACION DEL CONTENIDO DE AIRE: TMN AGREGADO AIRE GRUESO (") ATRAPADO (%) 3/8 1/2 3/4 1 1 1/2 2 3 4

3.00% 2.50% 2.00% 1.50% 1.00% 0.50% 0.30% 0.20%

DETERMINAR LA RELACION a/c

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f'c (Kg/cm2) 150 200 250 300 350 400 450

RELACION AGUA / CEMENTO EN PESO CONCRETO SIN AIRE CONCRETO CON AIRE INCORPORADO INCORPORADO 0.80 0.71 0.70 0.61 0.62 0.53 0.55 0.46 0.48 0.40 0.43 0.38 -

De la tabla interpolando valores tenemos:

para f’cr = 295 (Kg/cm2)

a/c = 0.56 CALCULO DEL FACTOR CEMENTO: Cemento = agua/ (a/c) = 205/(0.56) = 366 CALCULO DEL PESO DE LOS AGREGADOS TMN A.G

MODULO DE FINEZA DEL AGREGADO FINO 2.4

2.6

2.8

3

3/8

0.5

0.48

0.46

0.44

1/2

0.59

0.57

0.55

0.53

3/4

0.66

0.64

0.62

0.6

1

0.71

0.69

0.67

0.65

1 1/2

0.76

0.74

0.72

0.7

2

0.78

0.76

0.74

0.72

3

0.81

0.79

0.77

0.75

6

0.87

0.85

0.83

0.81

De la tabla interpolando valores tenemos: b/bo = 0.605 como P.U.C. del agregado grueso =1642 Kg/m3 Peso Seco Agregado Grueso = 0.605 * 1642 = 993.41 Kg CALCULO DEL PESO DEL AGREGADO FINO MATERIAL

PESO (KG)

P.E.

VOL. ABSOLUTO

Cemento Agua Aire Agr. Grueso

366 205 0,02 993,41

3130 1000

0,117 0,205 0,020 0,367 0,7085

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Volumen del agregado fino = 1- 07085 = 0,2914 Peso Seco Agregado Fino = 0,2914 + 2680 =780,95 Kg CORRECCION POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS AF

1.62

Peso Humedo A. F. = Peso seco A. F. (1 + % C. H. 100) = 781.0 (1 + 100 ) = 793.7Kg Peso Humed A. G. = Peso seco A. G. (1 + % C. H.

AG 0.45 ) = 993.4 (1 + ) = 997.9 Kg 100 100

CALCULO DEL APORTE DE AGUA DE LOS AGREGADOS

Aporte Agua A. F. = Peso seco A. F. Aporte Agua A. G. = Peso seco A. G.

%C.H.−%Abs 100

=

781.0(1.62−0.81) 100

= 6.33 𝑙𝑡

%C. H. −%Abs 993.4(0.45 − 0.85) = = −3.97 𝑙𝑡 100 100

Aporte de humedad de los agregados será: Aporte Humedad = Aporte agua A. G. +Aporte agua A. F. Aporte Humedad = 6.33 lt + (−3.97) = 2.36 𝑙𝑡 CALCULO DEL AGUA EFECTIVA: Agua Efectiva = Agua Diseño − Aporte Humedad Agua Efectiva = 205 lt − 2.36 lt = 202.64 lt

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METODOS BASADOS EN CURVAS TEORICAS Este método asume que la distribución granulométrica tiene un comportamiento parabólico, cuya ecuación general es: 𝐷 𝑑 𝑦 = g( )𝑖 + (100 − g)𝑥( )ℎ 𝑑 𝐷 Hubo varios investigadores que utilizaron este método para hallar sus parámetros, algunos de ellos son: FULLER, EMPA, POPOVICS, BOLOMEY, FAURY, ETC. CURVAS GRANULOMETRICAS TEORICAS

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CURVA TEORICA DE GRADACION OPTIMA

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GRAFICO PARABOLA DE BOLOMEY

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METODOS BASADOS EN CURVAS EMPIRICAS Este método asume que la distribución granulométrica de la combinación de agregados se ajusta a rangos o husos granulométricos basados en información estadística empírica Algunas husos granulométricos conocidos son:  Los husos DIN  Los husos Británicos HUSO GRANULOMETRICO DIN T.M = 30 mm

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HUSO GRANULOMETRICO BRITANICO T.M. = 19 mm

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METODO DE LA FINEZA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS Este método considera el Modulo de Finesa de la mejor combinación. Para esto establece la ecuación 𝑟𝑓 =

𝑚𝑔 − 𝑚 𝑥 100 𝑚𝑔 − 𝑚𝑓

Donde: m = Modulo de Fineza de la combinación de agregados mf = Modulo de Finesa del Agregado Fino mg = Modulo de fineza del Agregado grueso TABLA : MODULO DE FINEZA DE LA COMBINACION DE LOS AGREGADOS

TMN A.G 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1.5" 2" 3"

6 3.96 4,46 4.96 5.26 5.56 5.86 6.16

BOLSA DE CEMENTO POR M3 7 8 4.04 4.11 4.54 4.61 5.04 5.11 5.34 5.41 5.64 5.71 5.94 6.01 6.24 6.31

9 4.19 4.69 5.19 5.49 5.79 6.09 6.39

METODOS DE DISEÑO: 1) Conocer las características de los materiales 2) Calculo del T.N.M. 3) Determinar la resistencia promedio f’cr 4) Calculo del asentamiento 5) Calculo contenido de aire 6) Calculo de la relación a/c 7) Factor cemento = agua/(6) 8) ∑Vol. Abs. = Vol. Cem. + Vol. Aire + Vol. Agua

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9) Volumen de agregados = 1 – (8) 10) Calculo del Módulo de Fineza de la combinación de agregados 11) Calculo del porcentaje de agregado fino, mediante la fórmula: 𝑚𝑔 − 𝑚 𝑟𝑓 = 𝑥 100 𝑚𝑔 − 𝑚𝑓 12) Calculo del porcentaje de agregado grueso, mediante la fórmula: 𝑟𝑔 = (1 − 𝑟𝑓 )𝑥100 13) Calculo de los pesos secos de los agregados PESO SECO AF = VOL. A. F. x P. E. x 1000 PESO SECOAG

= VOL. A. G. x P. E. x 1000

14) Cantidad de material por m3 15) Corrección por humedad de los agregados AGERGADO F NO

= PESO SECO (1 + % C. H. AF/100 )

AGERGADO GRUESO

= PESO SECO (1 + % C. H. AG/100 )

16) Humedad superficial AGERGADO F NO

= %C. H − ABSORCC ON +

AGERGADO GRUESO

= %C. H − ABSORCC ON

APORTE DE HUMEDAD 17) Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad 18) Cantidad de material por m3 corregida por humedad

EJEMPLO DE APLICACION CONDICIONES GENERALES CEMENTO: Marca

: SOL

Tipo

:I

Peso específico : 3.13 AGUA: Agua potable de la red pública con Peso específico de 1000Kg/m3 CARACTERISTICAS DEL CONCRETO: Resistencia especificada: 210 Kg/cm2 Asentamiento

: 3” – 4”

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CONDICIONES AMBIENTALES Y DE EXPOSICION: Temperatura promedio ambiente : 20ºC Humedad relativa

: 80%

CONDICIONES A LA CUAL ESTARA EXPUESTA: Normales AGREGADOS:

AGREGADO

AGRGADO FINO

CANTERA

TUCSI

PERFIL

AGREGADO GRUESO OCOPA GRAVA

PUSS

1723.00

1462.00

PUCS

1999.00

1642.00

PESO ESPECIFICO SECO

2680.00

2710.00

MODULO DE FINEZA

2.95

7.68

CONT. DE HUMEDAD

0.81

0.85

TMN

3/4

TM

1

DETERMINACION DE LA RESISTECNIA PROMEDIO CASO A) contamos con datos estadísticos > 30 ensayos Consideraremos nuestra D s = 25 Kg/cm2 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 1.34 𝐷𝑠 = 210 + 1.34(25) = 243.5 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 2.33 𝐷𝑠 − 35 = 210 + 2.33(25) − 35 = 233.25

𝒇′ 𝒄𝒓 = 𝟐𝟒𝟓 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 CASO B) contamos con datos estadísticos < 30 ensayos Consideramos nuestra Ds = 25 Kg/cm2 Consideramos que tenemos 20 ensayos. De la tabla de incremento para la Ds 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 1.34( 𝐷𝑠 ∗ 𝑓𝑎𝑐𝑡) = 210 + 1.34(25 ∗ 1.08) = 246.2 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 2.33 (𝐷𝑠 ∗ 𝑓𝑎𝑐𝑡) − 35 = 210 + 2.33(25 ∗ 1.08) − 35 = 237.9

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𝒇′ 𝒄𝒓 = 𝟐𝟒𝟓 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 CASO C) No se cuentan con datos estadísticos de ensayo Utilizaremos la siguiente tabla para determinar f’cr 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 84 = 210 + 84 = 294

𝒇′ 𝒄𝒓 = 𝟐𝟗𝟓 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 F’cr (Kg/cm2)

CASO

245 A 245 B 245 C Para el ejemplo consideraremos:

𝒇′ 𝒄𝒓 = 𝟐𝟗𝟓 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 DETERMINAR LA CANTIDAD DE AGUA POR M3 ASENTAMIENTO

TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO GRUESO 3/8

1/2

3/4 1 1 1/2 CONCRETO SIN AIRE INCORPORADO

2

3

6

1" - 2" 3" - 4" 6" - 7"

207 228 243

199 216 228

190 179 166 205 193 181 216 202 190 CONCRETO CON AIRE INCORPORADO

154 169 178

130 145 160

113 124 -

1" - 2" 3" - 4" 6" - 7"

181 202 216

175 193 205

142 157 166

122 133 154

107 119 -

168 184 197

160 175 184

150 165 174

Agua por m3 : 205 Lt

DETERMINACION DEL CONTENIDO DE AIRE:

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TMN AGREGADO AIRE GRUESO (") ATRAPADO (%) 3/8 1/2 3/4 1 1 1/2 2 3 4

3.00% 2.50% 2.00% 1.50% 1.00% 0.50% 0.30% 0.20%

DETERMINAR LA RELACION a/c f'c (Kg/cm2) 150 200 250 300 350 400 450

RELACION AGUA / CEMENTO EN PESO CONCRETO SIN AIRE CONCRETO CON AIRE INCORPORADO INCORPORADO 0.80 0.71 0.70 0.61 0.62 0.53 0.55 0.46 0.48 0.40 0.43 0.38 -

De la tabla interpolando valores tenemos:

para f’cr = 295 (Kg/cm2)

a/c = 0.56 CALCULO DEL FACTOR CEMENTO: Cemento = agua/ (a/c) = 205/(0.56) = 366 CALCULO DEL PESO DE LOS AGREGADOS Siendo: Modulo de Finesa del A.F. = 2.95 Módulo de Finesa del A.G. = 7.68 m

= 5.11

El % de Agregado fino será: 𝑟𝑓 =

𝑚𝑔 − 𝑚 6.68 − 5.11 𝑥 100 = 𝑥 100 = 42.1 𝑚𝑔 − 𝑚𝑓 6.68 − 2.95

El % de Agregado Grueso será: 𝑟𝑔 = (1 − 𝑟𝑓 )𝑥100 = (1 − 0.421)𝑥100 = 57.9 MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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Los volúmenes de los agregados serán: Vol. A. G. = 0.605 x 57.9% = 0.350 Vol. A. F. = 0.605 x 42.1% = 0.255 Entonces los pesos secos de los agregados serán: Peso seco A. G. = 0.350 ∗ 2.71 ∗ 1000 = 948.5 Kg Peso seco A. F. = 0.255 ∗ 2.68 ∗ 1000 = 683.4 Kg CORRECCION POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS AF

1.62

Peso Humedo A. F. = Peso seco A. F. (1 + % C. H. 100) = 683.4 (1 + 100 ) = 694.5Kg Peso Humed A. G. = Peso seco A. G. (1 + % C. H.

AG 0.45 ) = 948.5 (1 + ) = 952.8 Kg 100 100

CALCULO DEL APORTE DE AGUA DE LOS AGREGADOS

Aporte Agua A. F. = Peso seco A. F. Aporte Agua A. G. = Peso seco A. G.

%C.H.−%Abs 100

=

683.4(1.62−0.81) 100

= 5.54 𝑙𝑡

%C. H. −%Abs 948.5(0.45 − 0.85) = = −3.79 𝑙𝑡 100 100

Aporte de humedad de los agregados será: Aporte Humedad = Aporte agua A. G. +Aporte agua A. F. Aporte Humedad = 5.54 lt + (−3.79) = 1.75 𝑙𝑡 CALCULO DEL AGUA EFECTIVA: Agua Efectiva = Agua Diseño − Aporte Humedad Agua Efectiva = 205 lt − 1.75 lt = 203.25 lt

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METODO DEL AGREGADO GLOBAL Este método considera el porcentaje incidencia de cada agregado en el diseño de mezcla, los porcentajes se controlan de tal forma que la combinación este dentro de algunos de estos usos. TAMIZ (pulg) 2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº 100

HUSO 1 1/2" L.I. L.S. 100 100 95 100 60 90 45 80 35 68 30 58 25 50 20 45 14 38 8 30 3 20 0 8

HUSO 3/4" L.I. L.S.

HUSO 3/8" L.I. L.S.

100 98 95 70 50 35 25 18 10 5 0

100 95 30 20 15 10 5 0

100 100 100 80 65 55 48 42 35 20 8

METODO DE DISEÑO 1) Conocer las características de los materiales 2) Calculo del T.N.M. 3) Determinar la resistencia promedio f’cr 4) Calculo del asentamiento 5) Calculo contenido de aire 6) Calculo de la relación a/c 7) Factor cemento = agua/(6) 8) ∑Vol. Abs. = Vol. Cem. + Vol. Aire + Vol. Agua 9) Volumen de agregados = 1 – (8) 10) Calculo de los porcentaje de agregado fino y grueso:

PIEDRA: 40%

PIEDRA: 50%

PIEDRA: 60%

ARENA: 60%

ARENA: 50%

ARENA: 40%

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100 100 65 50 40 30 15 8

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11) Calculo de los volúmenes de los agregados fino y grueso: 12) Calculo de los pesos secos de los agregados PESO SECO AF = VOL. A. F. x P. E. x 1000 PESO SECOAG

= VOL. A. G. x P. E. x 1000

13) Cantidad de material por m3 14) Corrección por humedad de los agregados AGERGADO F NO

= PESO SECO (1 + % C. H. AF/100 )

AGERGADO GRUESO

= PESO SECO (1 + % C. H. AG/100 )

15) Humedad superficial AGERGADO F NO

= %C. H − ABSORCC ON +

AGERGADO GRUESO

= %C. H − ABSORCC ON

APORTE DE HUMEDAD 16) Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad 17) Cantidad de material por m3 corregida por humedad

EJEMPLO DE APLICACION CONDICIONES GENERALES CEMENTO: Marca

: SOL

Tipo

:I

Peso específico : 3.13 AGUA: Agua potable de la red pública con Peso específico de 1000Kg/m3 CARACTERISTICAS DEL CONCRETO: Resistencia especificada: 210 Kg/cm2 Asentamiento

: 3” – 4”

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CONDICIONES AMBIENTALES Y DE EXPOSICION: Temperatura promedio ambiente : 20ºC Humedad relativa

: 80%

CONDICIONES A LA CUAL ESTARA EXPUESTA: Normales AGREGADOS:

AGREGADO

AGRGADO FINO

CANTERA

TUCSI

PERFIL

AGREGADO GRUESO OCOPA GRAVA

PUSS

1723.00

1462.00

PUCS

1999.00

1642.00

PESO ESPECIFICO SECO

2680.00

2710.00

MODULO DE FINEZA

2.95

7.68

CONT. DE HUMEDAD

0.81

0.85

TMN

3/4

TM

1

DETERMINACION DE LA RESISTECNIA PROMEDIO CASO A) contamos con datos estadísticos > 30 ensayos Consideraremos nuestra D s = 25 Kg/cm2 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 1.34 𝐷𝑠 = 210 + 1.34(25) = 243.5 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 2.33 𝐷𝑠 − 35 = 210 + 2.33(25) − 35 = 233.25

𝒇′ 𝒄𝒓 = 𝟐𝟒𝟓 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐

CASO B) contamos con datos estadísticos < 30 ensayos Consideramos nuestra Ds = 25 Kg/cm2 Consideramos que tenemos 20 ensayos. De la tabla de incremento para la Ds

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𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 1.34( 𝐷𝑠 ∗ 𝑓𝑎𝑐𝑡) = 210 + 1.34(25 ∗ 1.08) = 246.2 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 2.33 (𝐷𝑠 ∗ 𝑓𝑎𝑐𝑡) − 35 = 210 + 2.33(25 ∗ 1.08) − 35 = 237.9

𝒇′ 𝒄𝒓 = 𝟐𝟒𝟓 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 CASO C) No se cuentan con datos estadísticos de ensayo Utilizaremos la siguiente tabla para determinar f’cr 𝑓 ′ 𝑐𝑟 = 𝑓 ′ 𝑐 + 84 = 210 + 84 = 294

𝒇′ 𝒄𝒓 = 𝟐𝟗𝟓 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 F’cr (Kg/cm2)

CASO

245 A 245 B 245 C Para el ejemplo consideraremos:

𝒇′ 𝒄𝒓 = 𝟐𝟗𝟓 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 DETERMINAR LA CANTIDAD DE AGUA POR M3 ASENTAMIENTO

TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO GRUESO 3/8

1/2

3/4 1 1 1/2 CONCRETO SIN AIRE INCORPORADO

2

3

6

1" - 2" 3" - 4" 6" - 7"

207 228 243

199 216 228

190 179 166 205 193 181 216 202 190 CONCRETO CON AIRE INCORPORADO

154 169 178

130 145 160

113 124 -

1" - 2" 3" - 4" 6" - 7"

181 202 216

175 193 205

142 157 166

122 133 154

107 119 -

168 184 197

160 175 184

150 165 174

Agua por m3 : 205 Lt

DETERMINACION DEL CONTENIDO DE AIRE:

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TMN AGREGADO AIRE GRUESO (") ATRAPADO (%) 3/8 1/2 3/4 1 1 1/2 2 3 4

3.00% 2.50% 2.00% 1.50% 1.00% 0.50% 0.30% 0.20%

DETERMINAR LA RELACION a/c f'c (Kg/cm2) 150 200 250 300 350 400 450

RELACION AGUA / CEMENTO EN PESO CONCRETO SIN AIRE CONCRETO CON AIRE INCORPORADO INCORPORADO 0.80 0.71 0.70 0.61 0.62 0.53 0.55 0.46 0.48 0.40 0.43 0.38 -

De la tabla interpolando valores tenemos:

para f’cr = 295 (Kg/cm2)

a/c = 0.56 CALCULO DEL FACTOR CEMENTO: Cemento = agua/ (a/c) = 205/(0.56) = 366 CALCULO DEL PESO DE LOS AGREGADOS

PIEDRA: 55% ARENA: 45%

ELECCION DE % DE AGREGADO CALCULO DEL VOLUMEN DE AGREGADOS: MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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Vol. A. G. = 0.605 x 55% = 0.333 Vol. A. F. = 0.605 x 45% = 0.272 Entonces los pesos secos de los agregados serán: Peso seco A. G. = 0.333 ∗ 2.71 ∗ 1000 = 902.4 Kg Peso seco A. F. = 0.272 ∗ 2.68 ∗ 1000 = 729.0 Kg CORRECCION POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Peso Humedo A. F. = Peso seco A. F. (1 + % C. H. Peso Humed A. G. = Peso seco A. G. (1 + % C. H.

AF

) = 729.0 (1 +

100

1.62 100

) = 740.8Kg

AG 0.45 ) = 902.4 (1 + ) = 906.5 Kg 100 100

CALCULO DEL APORTE DE AGUA DE LOS AGREGADOS

Aporte Agua A. F. = Peso seco A. F. Aporte Agua A. G. = Peso seco A. G.

%C.H.−%Abs 100

=

729.0(1.62−0.81) 100

= 5.90 𝑙𝑡

%C. H. −%Abs 902.4(0.45 − 0.85) = = −3.61 𝑙𝑡 100 100

Aporte de humedad de los agregados será: Aporte Humedad = Aporte agua A. G. +Aporte agua A. F. Aporte Humedad = 5.90 lt + (−3.61) = 2.29 𝑙𝑡 CALCULO DEL AGUA EFECTIVA: Agua Efectiva = Agua Diseño − Aporte Humedad Agua Efectiva = 205 lt − 2.29 lt = 202.71 lt

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METODO WALKER SECUENCIA DE DISEÑO  Selección de la resistencia promedio a partir de la resistencia en compresión especificada, y la desviación estándar de la compañía constructora. La selección se realiza de acuerdo a las especificaciones anteriormente indicadas.  Selección del tamaño máximo del agregado De acuerdo a la granulometría del agregado grueso. El agregado grueso deberá estar conformado por partículas limpias, de perfil preferentemente angular o semi angular, duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa. El TNM del agregado grueso no deberá ser mayor de: 1. 1/5 de la menor dimensión entre caras de encofrados. 2. 1/3 del peralte de las losas. 3. ¾ del espacio libre mínimo entre barra o alambres individuales de refuerzos; paquetes de barras; torones; o ductos de pre esfuerzo. En el caso en que la trabajabilidad y los métodos de consolidación sean lo suficiente buenos como para que el concreto sea colocado sin cangrejeras, las 3 limitaciones anteriores pueden ser más flexibles.

 Selección del asentamiento Estos valores de asentamiento mostrado, se aplicarán cuando el método de consolidación utilizado sea vibración.

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Cuando se utilizan métodos de consolidación del concreto, diferentes de vibración, estos valores pueden ser incrementados en 1”, concretos bombeados deben tener como mínimo 5” de asentamiento (Slump). Elección del Slump: Si el slump no está especificado, debe seleccionarse un valor apropiado para el tipo de trabajo o elemento a vaciar. La siguiente tabla del ACI 211 muestra rangos de slump cuando se utiliza un vibrador para consolidar el concreto. SELECCIÓN DEL ASENTAMIENTO ASENTAMIENTOS RECOMENDADOS PARA VARIOS TIPOS DE CONSTRUCCION SLUMP TIPO DE CONSTRUCCION MAXIMO (") MÍNIMO (") ZAPATAS Y MUROS DE CIMENTACION REFORZADOS

3

1

ZAPATAS SIMPLES, CAISSONES Y MUROS DE SUBESTRUCTURA

3

1

VIGAS Y MUROS REFORZADOS

4

1

COLUMNAS DE EDIFICIOS

4

1

PAVIMENTOS Y LOSAS

3

1

CONCRETO MASIVO

2

1

ASENTAMIENTOS RECOMENDADOSPARA ESTRUCTURAS HIDRAULICAS TIPO DE ESTRUCTURA CONSTRUCCIONES MACIZAS

ASENTAMIENTO MAXIMO 2"

REVESTIMIENTO DE CANALES

3"

LOSAS HORIZONTALES LIGERAMENTE INCLINADAS

2"

ARCOS Y PAREDES LATERALES DE TUNELES

4"

OTROS TIPOS DE ESTRUCTURAS EN CONCRETO REFORZADOS

3"

CONSISTENCIA Seca

CLASIFICACION DE CONSISTENCIA ASENTAMIENTO TRABAJABILIDAD METODO DE COMPACTACION 0 - 2" Poco trabajable Vibracion normal

Plastica

3 - 4"

Trabajable

Vibracion ligera chuseado

Fluida o Humeda

5 a mas

Muy trabajable

Chuseado

 Selección del volumen de agua de diseño

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La cantidad de agua por unidad de volumen de concreto necesaria para obtener el asentamiento deseado, depende del tamaño máximo, perfil, textura y granulometría de los agregados. VOLUMEN UNITARIO DE AGUA (lts/m3) TAMAÑO MAXIMO NOMINAL DEL A.G.

VOLUMEN UNITARIO DE AGUA Lt/M3, PARA LOS ASENTAMIENTOS Y PERFILES DE AGREGADO GRUESO INDICADOS 1" - 2"

3" - 4"

6" - 7"

AGREGADO REDONDEADO

AGREGADO ANGULAR

AGREGADO REDONDEADO

AGREGADO ANGULAR

AGREGADO REDONDEADO

AGREGADO ANGULAR

3/8"

185

212

201

227

230

250

1/2"

182

201

197

216

219

238

3/4"

170

189

185

204

208

227

1"

163

182

178

197

197

216

1 1/2"

155

170

170

185

185

204

2"

148

163

163

178

178

197

3"

136

151

151

167

163

182

Tabla confeccionada por el comité ACI 211  Selección del contenido del aire. La cantidad aproximada de aire atrapado a ser esperado en un concreto sin aire incorporado, y el promedio recomendado del contenido total de aire para concretos en los cuales el aire es incorporado intencionalmente por razones de durabilidad. Es necesario recordar que concretos con aire incorporados, deberá siempre usarse para estructuras expuestas a ciclos de congelación y deshielo y generalmente para estructuras expuestas al agua de mar o sulfatos.

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO TMN AGREGADO AIRE ATRAPADO GRESO (") (%) 3/8 3% 1/2 2.50% 3/4 2% 1 1.50% 1 1/2 1% 2 0.50% 3 0.30% 4 0.20%

Tabla confeccionada por el comité ACI 211

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POR DURABILIDAD EXPOSICION A CICLOS DE CONGELAMIENTO Y DESHIELO Los concretos de peso normal y los de pesos livianos expuestos a condiciones de congelamiento y deshielo o a productos químicos descongelantes deben tener aire incorporado, con el contenido total de aire indicado en la Tabla (Contenido Total De Aire Para Concreto Resistente Al Congelamiento) La tolerancia en el contenido total de aire incorporado debe ser de ±1,5%. Para concretos con f’c mayor de 35 MPa, se puede reducir el aire incorporado indicado en la Tabla en 1%.

CONTENIDO DE AIRE INCORPORADO Y TOTAL f'c (Kg/cm2) 150 200 250 300 350 400 450

RELACION AGUA / CEMENTO EN PESO CONCRETO SIN AIRE CONCRETO CON AIRE INCORPORADO INCORPORADO 0.80 0.71 0.70 0.61 0.62 0.53 0.55 0.46 0.48 0.40 0.43 0.38 -

Tabla confeccionada por el comité ACI 211 Exposición Moderada: Una exposición moderada es cuando, en clima frío se espera congelamiento pero donde el concreto no estará expuesto continuamente a humedad o agua libre por largos períodos antes de congelarse, además de no ser expuesto a agentes descongelantes u otros químicos agresivos. Esto incluye: vigas exteriores, columnas, muros o losas que no están en contacto con tierras húmedas y ubicadas en posiciones donde no recibirán aplicaciones directas de sales congelantes. Exposición Severa: Es cuando, en un clima frío el concreto puede estar expuesto a químicos congelante u otros agentes agresivos, o donde el

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concreto podría ser altamente saturado por contacto continuo con humedad o agua libre antes de congelarse. Ejemplos incluyen: pavimentos, tableros de puentes, apoyo de puentes, vigas curvas, veredas, canales, tanques de agua o sumideros, estacionamientos  Selección de la relación agua – cemento, por resistencia y durabilidad. Existen dos criterios (por resistencia, y por durabilidad) para la selección de la relación a/c, de los cuales se elegirá el menor de los valores, con lo cual

se

garantiza

el

cumplimiento

de

los

requisitos

de

las

especificaciones. Es importante que la relación a/c seleccionada con base en la resistencia satisfaga también los requerimientos de durabilidad. Por resistencia a compresión: Relación agua/cemento por resistencia para f´cr. RELACION a/c POR RESISTENCIA f'c (Kg/cm2) 150 200 250 300 350 400 450

RELACION AGUA / CEMENTO EN PESO CONCRETO SIN AIRE CONCRETO CON AIRE INCORPORADO INCORPORADO 0.80 0.71 0.70 0.61 0.62 0.53 0.55 0.46 0.48 0.40 0.43 0.38 -

Tabla confeccionada por el comité ACI 211 POR DURABILIDAD EXPOSICIÓN A SULFATOS El concreto que va a estar expuesto a soluciones o suelos que contengan sulfatos debe cumplir con los requisitos de la Tabla El concreto debe estar hecho con un cemento que proporcione resistencia a los sulfatos y que tenga una relación agua-material cementante máxima y un f’c mínimo según la Tabla.

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Además de la selección apropiada del cemento, son esenciales otros requisitos para lograr concretos durables expuestos a concentraciones de sulfatos, tales como: baja relación agua material cementante, resistencia, adecuado contenido de aire, bajo asentamiento, adecuada compactación, uniformidad, recubrimiento adecuado del refuerzo y suficiente curado húmedo para desarrollar las propiedades potenciales del concreto. CONDICIONES ESPECIALES DE EXPOSICION CONDICIONES DE EXPOSICION

RELACION a/c MAXIMA, EN RESIST. A LA COMPRESION CONCRETOS CON AGREGADO MINIMA EN CONCRETOS DE PESO NORMAL CON AGREGADOS LIVIANOS

CONCRETO DE BAJA PERMEABILIDAD A) EXPUESTO A AGUA DULCE 0.5 260 B) EXPUESTO A AGUA MAR O AGUA SOLUBLES 0.45 C) EXPUESTO A LA ACCION DE AGUAS CLOACALES 0.45 CONCRETOS EXPUESTOS A PROCESOS DE CONGELACION Y DESHIELOS EN CONDICIONES HUMEDAS A) SARDINELES, CUNETAS, SECCIONES DELGADAS 0.45 300 B) OTROS ELEMENTOS 0.5 PROTECCION CONTRA LA CORROSION DEL CONCRETO EXPUESTO A LA ACCION DEL AGUA DE MAR, AGUAS SOLUBLES, NEBLINA O ROCIOS DE ESTA AGUA. 0.4 325 SI EL RECUBRIMIENTO MINIMO SE INCREMENTA EN 15mm 0.45 300

Tabla confeccionada por el comité ACI 211  Determinación del factor cemento. La cantidad de cemento por unidad de volumen de concreto es igual al agua de mezclado dividiendo entre la relación agua/cemento Kg

Contenido de Cemento en ( ) = m3

Agua de mezclado (Kg/m3) relcion

a c

para f′cr

.

 Determinación de volúmenes absolutos de cemento, agua de diseño Y aire MANUAL DE LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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Método del volumen Absoluto: Haciendo un recuento de los materiales y sus pesos ya calculados, son los siguientes: Cemento/ (peso específico del cemento (g/cm3)*1000)

=Vol Cemento m3

Agua/1000

=Vol Agua m3

Aire /100

= Vol Aire m3 Σ (Suma de volumen absoluto o Volumen de la pasta m3)

 Determinación del volumen absoluto del agregado (fino y grueso). Volumen absoluto del agregado = m3 − Σ (Suma Volumen de la pasta m3)  Porcentaje del agregado grueso TAMAÑO MAXIMO NOMINAL 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2"

AGREGADO REDONDEADO AGREGADO ANGULAR FACTOR CEMENTO EXPRESADO EN FACTOR CEMENTO EXPRESADO EN BOLSAS POR M3 BOLSAS POR M3 5 6 7 8 5 6 7 8 AGREGADO FINO - MODULO DE FINEZA 2.30 a 2.40 60 57 54 51 69 65 61 58 49 46 43 40 57 54 51 48 41 38 35 33 48 45 43 41 40 37 34 32 47 44 42 40 37 34 32 30 44 41 39 37 36 33 31 29 43 40 38 36 AGREGADO FINO - MODULO DE FINEZA 2.60 a 2.70 66 62 59 56 75 71 67 64 53 50 47 44 61 58 55 53 44 41 38 36 51 48 46 44 42 39 37 35 49 46 44 42 40 37 35 33 47 44 42 40 37 35 33 32 45 42 40 38 AGREGADO FINO - MODULO DE FINEZA 3.00 a 3.10 74 70 66 62 84 80 76 73 59 56 53 50 70 66 62 59 49 46 43 40 57 54 51 48 47 44 41 38 55 52 49 46 44 41 38 36 52 49 46 44 42 38 36 34 49 46 44 42

 Determinación Agregado fino m3 = % del A. F. x (Peso especifico de la Arena ∗ 1000) Agregado Grueso m3 = Volumen Absoluto del agragado − Vol. Absol. A. F. m3

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 Determinación del peso seco de los agregados. A. F. = Vol. A. F. en m3 ∗ (Peso especifico de la arena ∗ 1000) A. G. = Vol. A. G. en m3 ∗ (Peso especifico de la Piedra ∗ 1000)  Determinación de los valores de diseño del cemento, agua aire agregados finos y gruesos, sin corregir. Cemento Agua Aire Agregado fino Agregado grueso  Corrección de los valores de diseño por humedad del agregado. A. F. corregido = Arena ∗ (1 + humedad del agregado fino/100) A. G. corregido = Piedra ∗ (1 + humedad del agregado grueso/100)  Corrección por humedad superficial del agregado Agua de A. F. = Arena ∗ (Humedad% − Absorcion%)/100) Agua de A. G. = Piedra ∗ (Humedad% − Absorcion%)/100) Agua Neta. o efectiva = Agua de diseño − ((Agua de A. F. ) + (Agua de A. G. ))  Valores finales Cemento Agua neta Aire Agregado fino corregido Agregado grueso corregido  Proporciones en peso Cemento

:

Agregado fino

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: Agregado grueso : Agua

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Cemento Cemento

∶

A. F. Corregida Cemento

∶

A. G. Corregida + Agua neta Cemento

 Proporciones en volumen o Peso unitario suelto del cemento (1500 Kg/m3) o Peso unitario suelto de los agregados fino y grueso VOLUMEN EN ESTADO SUELTO -

Cemento:

𝐂𝐞𝐦𝐞𝐧𝐭𝐨 = 𝐕𝐨𝐥. 𝐝𝐞𝐥 𝐂𝐞𝐦𝐞𝐧. (𝐦𝟑) =

𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒄𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒆𝒏 𝑲𝒈 𝑷. 𝑼. 𝑺𝒖𝒆𝒍𝒕𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝑪𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 (𝟏𝟓𝟎𝟎 𝑲𝒈/𝒎𝟑)

𝐂𝐞𝐦𝐞𝐧𝐭𝐨 = 𝐕𝐨𝐥. 𝐝𝐞𝐥 𝐂𝐞𝐦𝐞𝐧. (𝐦𝟑) =

𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒄𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒆𝒏 𝑲𝒈 (𝒄𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐) 𝑷. 𝑼. 𝑺𝒖𝒆𝒍𝒕𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝑪𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 (𝟏𝟓𝟎𝟎 𝑲𝒈/𝒎𝟑)

-

Agregado Fino: 𝐀. 𝐅. = 𝐕𝐨𝐥. 𝐀. 𝐅. . (𝐦𝟑) = 𝐀. 𝐅. = 𝐕𝐨𝐥. 𝐀. 𝐅. . (𝐦𝟑) =

-

𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝑨. 𝑭. 𝑪𝒐𝒓𝒓𝒆𝒈𝒊𝒅𝒐 𝒆𝒏 𝑲𝒈 𝑷. 𝑼. 𝑺𝒖𝒆𝒍𝒕𝒐 𝑨. 𝑭. (𝟏𝟓𝟎𝟎 𝑲𝒈/𝒎𝟑)

Agregado Grueso: 𝐀. 𝐆. = 𝐕𝐨𝐥. 𝐀. 𝐆. . (𝐦𝟑) = 𝐀. 𝐆. = 𝐕𝐨𝐥. 𝐀. 𝐆. . (𝐦𝟑) =

-

𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝑨. 𝑭. 𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒐 𝒆𝒏 𝑲𝒈 𝑷. 𝑼. 𝑨. 𝑭. (𝟏𝟓𝟎𝟎 𝑲𝒈/𝒎𝟑)

𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝑨. 𝑮. 𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒐 𝒆𝒏 𝑲𝒈 𝑷. 𝑼. 𝑨. 𝑮. (𝟏𝟓𝟎𝟎 𝑲𝒈/𝒎𝟑)

𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝑨. 𝑮. 𝑪𝒐𝒓𝒓𝒆𝒈𝒊𝒅𝒐 𝒆𝒏 𝑲𝒈 𝑷. 𝑼. 𝑺𝒖𝒆𝒍𝒕𝒐 𝑨. 𝑮. (𝟏𝟓𝟎𝟎 𝑲𝒈/𝒎𝟑)

Agua: En el caso del agua, éste se calculará en litros por bolsa de cemento ( Lts/ Bls ), se la siguiente manera: 𝐀𝐠𝐮𝐚

𝐋𝐭 𝑪𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒑𝒐𝒓 𝒎𝟑 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒏𝒄𝒓𝒆𝒕𝒐 = 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒄𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒑𝒐𝒓 𝒎𝟑 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒏𝒄𝒓𝒆𝒕𝒐 𝐁𝐥𝐬 𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒄𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒑𝒐𝒓 𝒃𝒐𝒍𝒔𝒂 (𝟒𝟐. 𝟓 𝒌𝒈)

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𝐀𝐠𝐮𝐚

Cemento

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𝐋𝐭 𝑪𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒏𝒆𝒕𝒂 𝒑𝒐𝒓 𝒎𝟑 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒏𝒄𝒓𝒆𝒕𝒐 = 𝐁𝐥𝐬 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒄𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒄𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐 𝒑𝒐𝒓 𝒎𝟑 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒏𝒄𝒓𝒆𝒕𝒐 𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒄𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒑𝒐𝒓 𝒃𝒐𝒍𝒔𝒂 (𝟒𝟐. 𝟓 𝒌𝒈)

:

Agregado fino

: Agregado grueso : Agua

Vol. Cemento Vol. A. F. Corregida Vol. A. G. Corregida ∶ ∶ /Agua (Lt/bolsa) Vol. Cemento Vol. Cemento Vol . Cemento  Calculo de la cantidades por tanda DATOS NECESARIOS: - Capacidad de la mezcladora. - Proporción en Volumen CANTIDAD DE BOLSAS DE CEMENTO REQUERIDO: Cant. Bols req. =

(𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑀𝑒𝑧𝑐𝑙. 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑖𝑒3)(0.0283𝑚3)(𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑘𝑔) 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑏𝑜𝑙𝑠𝑎 (42,5 𝐾𝑔)

EFICIENCIA DE LA MEZCLADORA: Debido a que la mezcladora debe ser abastecida por un número entero de bolsas de cemento, la cantidad de bolsas de cemento por tanda será igual a un número entero menor a la cantidad de bolsas requerida por la mezcladora. Eficiencia (%) =

𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑙𝑠𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑥 100 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑙𝑠𝑎𝑠 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑎

VOLUMEN DE CONCRETO POR TANDA: Vol. de Concreto por tanda = (Capacidad mezcladora pie3)(0.0283)

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𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 % 100

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DISEÑO DE MEZCLAS EN PESO TOMADOS DEL LIBRO DE COSTOS Y PRESUPUESTOS EN EDIFICACIONES PUBLICAD POR CAMARA PERUANA DE LA CONSTRUCCION (CAPECO) En general existen varios métodos de cálculo para la selección y ajuste de las dosificaciones de concreto de peso normal. Sin embargo todos ellos solo establecen una primera aproximación de proporciones con el propósito de ser chequeados por coladas de prueba en el laboratorio o en el campo, y hacer los ajustes necesarios para producir las características deseadas del concreto. El concreto esta compuesto principalmente de cemento, agregados y agua. Contendrá asi mismo, alguna cantidad de aire atrapado y puede contener aire incorporado intencionalmente por el uso de un aditivo o de cemento incorporador de aire. La estimación de los pesos requeridos para alcanzar una resistencia de concreto determinado, involucra una secuencia de pasos lógicos y directos que pueden ser realizados en la siguiente forma.

PASO 1: SELECCIÓN DEL ASENTAMIENTO Si el asentamiento no esta especificado, se puede utilizar como referencia la siguiente tabla. ASENTAMIENTOS RECOMENDADOS PARA VARIOS TIPOS DE CONSTRUCCION SLUMP TIPO DE CONSTRUCCION MAXIMO (") MÍNIMO (") ZAPATAS Y MUROS DE CIMENTACION REFORZADOS

3

1

ZAPATAS SIMPLES, CAISSONES Y MUROS DE SUBESTRUCTURA

3

1

VIGAS Y MUROS REFORZADOS

4

1

COLUMNAS DE EDIFICIOS

4

1

PAVIMENTOS Y LOSAS

3

1

CONCRETO MASIVO

2

1

PASO 2: SELECCIÓN DEL TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO Generalmente el tamaño máximo del agregado deberá ser el mayor que sea económicamente compatible y consistente con las dimensiones de la estructura.

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TAMIZ (Pulg) 2 1/2 2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 Nº 4 Nº 8 Nº 16 FONDO

PESO RET. (gr.) 0,0 0,0 0,0 0,0 5,648 2,329 0,46 0,127 0,0 0,0 0,0

(mm) 63 50 37,5 25 19 12,5 9,5 4,75 2,38 1,19

TAMAÑO MAXIMO

% RET

% RET. ACUM.

% PASA

0,0 0,0 0,0 0,0 66,0 27,2 5,4 1,5 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 0,0 0,0 66,0 93,1 98,5 100,0 100,0 100,0 100,0

100,0 100,0 100,0 100,0 34,0 6,9 1,5 0,0 0,0 0,0 0,0

= Es el mayor tamiz por donde pasa todo el material

TAMAÑO NOMINAL MAXIMO=Es el tamiz donde se produce el primer retenido

PASO 3: ESTIMACION DEL AGUA EN LA MEZCLA La cantidad de agua por unidad de volumen de concreto requerido para obtener un asentamiento dado depende del tamaño máximo, forma de partículas y gradación de los agregados y la cantidad de aire incorporado. No es apreciable afectado por la cantidad de cemento. La siguiente tabla B proporciona una estimación del agua de mezclado requerida para diferentes tamaños de agregado. TABLA B REQUERIMIENTOS APROXIMADOS DE AGUA DE MEZCLADO PARA DIFERENTES SLUMP Y TAMAÑO MAXIMO DE AGRGADOS AGUA EN KG/m3 DE CONCRETO SLUMP TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO (pulg.) 1/2" 3/4" 1 1/2" 1/2" - 2" 190 175 160 2" - 3" 215 200 180 3" - 5" 240 215 195

PASO 4: SELECCIÓN DE LA RELACION AGUA - CEMENTO La relación Agua – cemento es determinada no solamente por requerimientos de resistencia sino también por otros factores como durabilidad y propiedades del acabado. Sin embargo, la resistencia f’c de los planos debe incrementarse a un

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f’cr necesario que depende de la calidad de la construcción que a su vez depende de la mano de obra, Equipo, Materiales y control de mezcla. A continuación se presenta la tabla C que conservadoramente establece los factores K de incremento f’cr = k.f’c: TABLA C CONDICIONES Materiales de calidad muy controlada, dosificacion por pesado, supervision especializada constanta. Materiales de calidad muy controlada, dosificacion por volumen, sin supervision especializada. Materiales de calidad controlada, dosificacion por volumen, sin supervision especializada. Materiales variables, dosificacion por volumen, sin supervision especializada

f'c Kg/cm2 140 175 210 245 280 315

K 1,15 1,25 1,35 1,5

TABLA D RELACION a/c (en peso) SIN AIRE INCORPORADO CON AIRE INCORPORADO 0,8 0,71 0,67 0,54 0,58 0,46 0,51 0,40 0,44 0,35 Requiere otros metodos de 0,38 estimacion

Con materiales típicos, las relaciones agua – cemento de la tabla D producirán las resistencias mostradas, basadas en probetas ensayadas a los 28 días. Se calculara la relación a/c para el f’cr.

PASO 5: ESTIMACION DEL CONTENIDO DE CEMENTO. El cemento requerido es igual al agua de mezclado (paso 3) dividido entre la relación agua – cemento (paso 4). Se debe precisar que si el proyecto indica un contenido mínimo de cemento, separadamente además de requerimientos de resistencia y durabilidad, la mezcla estará basada en aquel criterio que de la mayor cantidad de cemento.

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Contenido de cemento (en

Kg 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎𝑑𝑜 )= 𝑎 m3 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑐 (𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑓 ′ 𝑐𝑟)

PASO 6: ESTIMACION DEL CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO. Los agregados de esencialmente el mismo tamaño máximo y graduación producirán concreto de trabajabilidad satisfactoria cuando un volumen dado de agregado seco y compactado, es empleado por unidad de volumen de concreto. Valores aproximados para este volumen de concreto se dan en la tabla E siguiente: TABLA E VOLUMEN DE AGREGADO GRUESO SECO COMPACTADO POR UNIDAD DE VOLUMEN DE CONCRETO (en m3) TAMAÑO MAXIMO DEL MODULO DE FINEZA DE LA ARENA AGREGADO (pulg.) 2,40 2,60 2,80 3,00 1/2" 0,59 0,57 0,55 0,53 3/4" 0,66 0,64 0,62 0,60 1" 0,71 0,69 0,67 0,65 1 1/2" 0,76 0,74 0,72 0,70

CANTIDAD DE AGREGADO GRUESO (en Kg)

=

VOLUMEN DE AGREGADO GRUESO DE TABLA E (en m3)

P.U.S.C. (Kg/m3

X

PASO 7: ESTIMACION DEL CONTENIDO DEL AGREGADO FINO. Considerando un concreto de riqueza media (330 Kg de cemento por m3), asentamiento de 3” a 4” y peso específico de agregado de 2,70 se obtiene una estimación del peso del concreto fresco que se muestra en la tabla F.

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TABLA F ESTIMACION DE PESO DEL CONCRETO EN KG/M3 PESO DEL CONCRETO EN KG/M3 TAMAÑO MAXIMO CONCRETO CON AIRE CONCRETO SIN AIRE DE AGREGADO INCORPORADO INCORPORADO (pulg.) 2235 2315 1/2" 2280 2355 3/4" 2315 2375 1" 2355 2420 1 1/2"

Peso del agregado fino (en Kg)

=

Peso del concreto (en Kg)

-

(peso del agregado peso del cemento peso del agua + de mezclado (Kg) + grueso (Kg) (Kg)

PASO 8: AJUSTE POR CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Generalmente los agregados utilizados en la preparación de un cemento están húmedos, por lo cual sus pesos secos se incrementan en el porcentaje de agua que contengan, tanto agua absorbida como superficial. Así el agua de mezclado debe ser reducida en una cantidad igual a la humedad que aportan los agregados. Por lo tanto, si se tiene: Agregado grueso: Humedad total: a% % absorción : b% Agregado Fino: Humedad total: c% % absorción : d% Peso del A. G. Humedo (Kg) = (Peso del A. G. seco) ∗ 𝑎% Peso del A. F. Humedo (Kg) = (Peso del A. F. seco) ∗ 𝑐% Agua en A. G. = (Peso del A. G. seco) ∗ (𝑎% − 𝑏%) = 𝐗 𝐊𝐠 Agua en A. F. = (Peso del A. F. seco) ∗ (𝑐% − 𝑑%) = 𝐘 𝐊𝐠 Agua de mezclado neta = Agua de mezclado (Kg) − (X + Y)

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CONCLUSION: En base a los resultados obtenidos de las proporciones calculadas por el método expuesto se deben realizar ensayos de prueba a fin de ajustar la dosificación a los requerimientos de la obra.

EJERCICIO DE APLIACION DATOS: Exigencias de la especificación:  F’c = 175 Kg /cm2 en zapatas reforzadas  Agregado grueso máximo = ¾”  Control de obra muy bueno, dosificación en peso. Calidad de los materiales:  Cemento portland : TIPO I  Agregado Grueso : P.U.S.C. 1600 Kg/m3 Contenido de humedad: 4% % de absorción: 2%  Agregado Fino

: Modulo de Fineza : 2.60 Contenido de humedad: 4% % de absorción: 2%

PROCEDIMIENTO: PASO 1: Asentamiento máximo de 3” (de tabla A) PASÓ 2: Tamaño máximo del agregado grueso: ¾” PASO 3: Agua de mezclado. Usando tabla B SLUMP de 3” Tamaño agregado grueso ¾”

215 Kg/m3

PASO 4: Relación a/c

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o De la tabla C K = 1.15 f’cr = 1.15*175 = 201 Kg/cm2 INTERPOLANDO: o De la tabla D F’cr = 201 Kg/cm2, sin aire incorporado; interpolando de la Tabla D F’c

a/c

175

0,67

210

0.58

De donde: 201

0.60

Luego a/c = 0.60 PASO 5: Contenido de cemento Cemento = 215/(0.60) = 358.3 Kg/m3 (8.43 bolsas) PASO 6: Contenido de agregado grueso. Usando la tabla E Módulo de fineza = 2.60 Tamaño máximo agregado grueso = ¾” P.U.S.C. = 1600 Kg/m3 A. Grueso = 0.64m3 * 1600Kg/m3 = 1024 PASO 7 Contenido del agregado fino, usando tabla F Tamaño máximo agregado grueso = ¾” Concreto sin aire incorporado Peso del concreto

2355 Kg/m3

Agregado fino = 2355 – (1024 + 358.3 + 215) = 758 Kg

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PASO 8 Ajuste por humedad del peso de los agregados: A.G. = 1024(1 + 2/100) = 1044 Kg A. F. = 758 (1 + 4/100) = 788 Kg AGUA DE MEZCLA NETA Agua en el A.G. = 1024 (2%-0.5%)

= 15.36 Kg

Agua en el A.F. = 788(4% - 2%)

= 15.76 Kg 31.12 Kg

Agua de mezclado neta = 215 – 31.12 = 184 Kg DOSIFICACION EN PESO RESULTANTE: Cemento

= 358.3 Kg (8.43 bolsas)

Agregado grueso = 1044 Kg Agregado Fino

= 788 Kg

Agua de mezclado= 184 Kg DOSIFICACION EN VOLUMEN RESULTANTE Partiendo de los resultados obtenidos y conocidos los pesos unitarios saturados: Cemento

= 1500 Kg/m3

Agregado grueso = 1700 Kg/m3 Agregado Fino

= 1600 Kg/m3

Se tiene: Cemento

= 358.3 Kg (8.43 bolsas = 0.239 m3)

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Agregado grueso = 1044/1700 = 0.614 m3 Agregado Fino

= 788/1600

= 0.492 m3

Agua de mezclado= 184/1000

= 0.184 m3

La proporción c:a:p será: 0.239 0.239 1

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∶ ∶

0.492 0.239

∶

0.614 0.239

2.0

∶

2.6

126

𝑒𝑛 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛

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