Ensayos de Agregados Ing

ENSAYOS DE AGREGADOS ING. CIVIL- UNSAAC

ENSAYO DE AGREGADOSOBJETIVOS:

General

Investigar la variación de la calidad de los agregados gruesos y finos para concreto, obtenidos de varias canteras de grava de ……aurilla y bancos de arena obtenidos del Rio de….. zona sur, teniendo como base las Normas Técnicas Peruanas (NTP) Esta establece los procedimientos para la descripción de suelos para propósitos de ingeniería.

La identificación está basada en un examen visual y ensayos manuales.

Cuando se requiera una clasificación de suelos precisa para propósitos de ingeniería, deberán utilizarse los procedimientos prescritos en la NTP 339.134

Entre los objetivos de este informe están los siguientes:

Conocer las diferencias de un agregado óptimo con respecto a otros, en sí

conocer sus características.

Informar de los aportes de los agregados al concreto, ya sea que este se

encuentre en estado fresco y/o endurecido.

Hacer el uso de las normas establecidas a seguirse en cada ensayo.

Específicos

Realizar los ensayos necesarios establecidos bajo la respectiva Norma Técnica Peruana para cada muestreo.

Analizar los resultados estadísticos y obtener parámetros para determinar la calidad de los diferentes agregados, para unificar conclusiones y recomendar sobre la base del análisis.

TECNOLOGIA DEL CONCRETO Página 1


CANTERA DE PROCEDENCIA DE LOS AGREGADOS

AGREGADO GRUESO

Este agregado se consiguió de la CANTERA ………..que se encuentra en la en el

distrito de………… del departamento de Ica.

La muestra que se obtuvo para los ensayos es una muestra representativa, de 70 kg

aprox.

AGREGADO FINO

El agregado fino se trajo del Rio de .......... - zona sur

La muestra que se trajo del fino fue de 50 kilos aprox.

ENSAYOS:

CONTENIDO DE HUMEDAD DE AGREGADO

Es la cantidad de agua superficial retenida por las partículas del agregado. Viene a ser

la diferencia entre el estado actual del humedad y es estado seco.

El grado de humedad está directamente relacionado con la porosidad de las partículas.

La porosidad está también relacionada con el tamaño de los poros, su permeabilidad y

la cantidad o volumen total de los poros.

Más amplio en la NTP.185.2002.

El agregado tiene 4 estados:

Seco. Se consigue mediante un horno a 110°C.

Parcialmente seco. En el aire libre.

Saturado Superficialmente Seco (SSS). Es un estado ideal, se da cuando sus

poros están llenos de agua y están secos superficialmente secos.

Húmedo. Cuando poros y superficies están llenos de agua.

Fórmula para calcular el % humedad:



%humedad=%w=x=Humedo−SecoSeco

x100

MATERIAL Y EQUIPOS

Balanza. Una balanza o báscula con precisión dentro del 0.1% de la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de uso, graduada.

Horno, capaz de mantener una temperatura de 110°C ± 5°C. Recipiente o tara, para introducir la muestra en el horno.

PROCEDIMIENTO

El procedimiento es el mismo que se va a emplear tanto para el agregado fino, como para el agregado grueso:

Se selecciona una fracción representativa del material a determinar la humedad. Se ubica la muestra en un recipiente (tara) previamente pesado. El recipiente

debe estar limpio y seco. Se pesa la muestra en el recipiente, luego se llevan a proceso de secado en

horno por un tiempo de 24 horas a 110°C aproximadamente. Al cabo delas 24 horas, se pesa el conjunto de muestra más recipiente. La

muestra no debe ser pesada inmediatamente sacada del horno, se debe facilitar un enfriamiento de ella.

Se desecha la muestra de suelo y luego se realizan los cálculos.

OBJETIVOS

Describir el peso unitario del agregado grueso (graba) y del agregado fino (arena).

Determinar el peso unitario de la mescla de agregado a la temperatura ambiente

Determinar las propiedades físicas y mecánicas de los agregados finos y gruesos

Este método de ensayo cubre la determinación del peso unitario suelto o compactado y el cálculo de vacíos en el agregado fino, grueso o en una mezcla de ambos, basados en la misma determinación. Este método se aplica a agregados de tamaño máximo nominal de 150mm.

REFERENCIAS NORMATIVAS

NTP 400.010-1976 AGREGADOS: extracción y preparación de muestras. NTP 400.021-1977 AGREGADOS: método de ensayo para la

determinación del peso específico y la absorción del agregado grueso. NTP 400.022-1979 AGREGADOS: método de ensayo



FUNDAMENTO TEORICO

Por definición, el peso específico unitario, es la relación de la masa del agregado que ocupa un volumen patrón unitario entre la magnitud de éste, incluyendo el volumen de vacíos propio del agregado, que ha de ir a ocupar parte de este volumen unitario patrón.

El peso específico unitario, tiene idéntica definición al peso unitario simplemente, es decir, peso dividido por el volumen, pero la diferencia fundamental con el peso específico, es que el volumen es el aparente, es decir este volumen incluye los vacíos ínter granulares, el peso no difiere.

El peso específico unitario, es el peso de la muestra sobre un volumen definido del molde, viene a ser a la vez una constante de cada material, que sirve para transformar pesos a volúmenes o viceversa, principalmente en la dosificación de hormigones.

Existen dos valores para el peso unitario de un material granular, dependiendo del sistema que se emplee para acomodar el material; la denominación que se le dará a cada uno de ellos será: Peso Unitario Suelto y Peso Unitario Compactado

PESO UNITARIO SUELTO:Se usará invariablemente para la conversión de peso a volumen; es decir, para conocer el consumo de áridos por metro cúbico de hormigón.

PESO UNITARIO COMPACTADO:Este valor se usará para el conocimiento de volúmenes de materiales apilados y que están sujetos a acomodamiento o asentamientos provocados por el tránsito sobre ellos o por la acción del tiempo. También es de una utilidad extraordinaria para el cálculo de por ciento de vacíos de los materiales.



FORMULAS A DETERMINAR LOS CALCULOS

Peso del agregado

PA=PT-PM

Peso unitario del agregado

PU= PA _ VM

Dónde:

PM= Peso de molde

VM= Volumen de molde

PT= peso de (molde + agregado)

Esta fórmula es válida tanto para Peso Unitario suelto como para compactación, para obtener valores confiables, se realizan 2 a 3 ensayos de Peso Unitario y se promedia.

Contenido de Vacíos

% Vacíos = 100( (S×W) – PU) (S×W)

Dónde:

PU = Peso unitario del agregado en kg/ m3

S = Peso específico de la masa

W = Densidad del agua 1000 kg/m3



EQUIPOS Y MATERIALES

Molde metálico para el Molde metálico para el agregado Agregado grueso fino

Cucharon metálico Balanza electrónica

Brocha Wincha



Varilla de acero (60cm de long.)

agregado grueso agregado fino vernier

PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO PARA EL AGREGADO GRUESO

Pesar y medir los moldes ALTURA = 30.5cm, 30.6cm promedio = 30.55DIAMETRO = 15.14cm, 15.18 promedio = 15.16PESO = 6.70 kg

a) Ensayo para el estado suelto

Echar el agregado grueso al piso y mezclar con la pala Poner el agregado en el molde, echar a una altura de 5cm se debe echar

en caída libre, hasta colmar el molde Se procede a enrasa con la varilla, el molde debe estar lleno este

procedimiento se hace 3 veces



Se pesa y obtenemos el : Peso numero 1 Luego de pesarlo lo volvemos a echar al piso y se mezcla con el

agregado que se quedó, se hace el mismo procedimiento 2 veces más y se obtiene :

Peso número 2 Peso número 3

b) Ensayo para el estado compacto

El agregado que se encuentra en el piso se mezcla y se echa al molde, llenarlo hasta el primer tercio, chusear con la varilla 25 veces con la varilla

Se vuelve a echar más agregado en el molde y esta vez se llena hasta el segundo tercio se vuelve a chusear 25 veces



Luego se termina de llenar el molde, se agrega el material hasta que rebalse el molde, se chusea nuevamente, los espacios q quedaron vacíos se termina de llenar con los agregados de menor tamaño

Se enrasa el material al nivel del borde superior del molde, con la ayuda de la varilla

Se pesa y obtenemos el Peso numero 1 Echar el agregado al piso mezclar con el agregado que quedo y hacer

el mismo procedimientoPeso número 2 Peso número 3

PROCEDIMIENTO PARA EL AGREGADO FINO

Se pesa y mide el molde para el agregado fino ALTURA = 16.60cm, 16.70cm promedio = 30.55DIAMETRO = 15.21cm, 15.18 promedio = 15.16PESO = 7.51kg

a) Ensayo para el estado suelto



En este ensayo se hace el mismo procedimiento que se hizo para el ensayo de estado suelto del agregado grueso

Luego de hacer todo el procedimiento obtenemos Peso número 1 Peso número 2 Peso número 3

b) Ensayo para el estado compacto

Para este ensayo se hace el mismo procedimiento que se hizo para el ensayo de estado compacto del agregado grueso

Luego de hacer todo el procedimiento obtenemos



Peso número 1 Peso número 2 Peso número 3

PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO

MATERIALES Y EQUIPO

Balanza, con capacidad mínima de 1000 g y sensibilidad de 0.1 g. Matraz aforado o picnómetro, en el que se puede introducir la totalidad de la

muestra y capaz de apreciar volúmenes con una exactitud de ± 0.1 cm3. Su capacidad hasta el enrase será, como mínimo, un 50 por ciento mayor que el volumen ocupado por la muestra.

Molde cónico. Un tronco de cono recto, construido con una chapa metálica de 0.8 mm de espesor como mínimo, y de 40 ± 3 mm de diámetro interior en su base menor, 90 ± 3 mm de diámetro interior en una base mayor y 75 ± 3 mm de altura.

Varilla para apisonado, metálica, recta, con un peso de 340 ±15 g y terminada por uno de sus extremos en una superficie circular plana para el apisonado, de 25 ± 3 mm de diámetro.

Bandejas, de tamaño apropiado. Un dispositivo que proporcione una corriente de aire caliente de velocidad

moderada.

PROCEDIMIENTO

Se selecciona, por cuarteo, una cantidad de aproximadamente 1000 g, que se seca en el horno a 100 - 110°C, se enfría luego al aire a la temperatura ambiente durante 1 a 3 horas.

Una vez fría se pesa, repitiendo el secado hasta lograr peso constante. A continuación se cubre la muestra completamente con agua y se la deja así sumergida durante ± 24 horas.

Después del período de inmersión, se decanta cuidadosamente el agua para evitar la pérdida de finos y se extiende la muestra sobre una bandeja, comenzando la operación de secar la superficie de las partículas, dirigiendo sobre ella una corriente moderada de aire caliente, mientras se agita continuamente para que la desecación sea uniforme, y continuando el secado hasta que las partículas puedan fluir libremente.

Cuando se empiece a observar visualmente que se está aproximando el agregado a secarse, se sujeta firmemente el molde cónico con su diámetro mayor apoyado sobre una superficie plana no absorbente, echando en su interior a través de un embudo y sin apelmazar, una cantidad de muestra suficiente, que se apisona ligeramente con 25 golpes de la varilla, levantando 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 continuará 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 seca.

Inmediatamente, se introducen en el picnómetro previamente tarado, 100.0 g del agregado fino, y se le añade agua hasta aproximadamente un 90 por ciento de su capacidad; para eliminar el aire atrapado se rueda el picnómetro sobre una superficie plana, e incluso agitando o invirtiéndolo si es preciso, introduciéndolo seguidamente en un baño de agua a una temperatura entre 21° y 25°C 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 y agua).

Se saca el agregado fino del matraz y se seca en el horno a 100 - 110°C, hasta peso constante; se enfría al aire a temperatura ambiente durante

a 1-1/2 horas y se determina finalmente su peso seco. Si no se conoce, se determinará el peso del picnómetro aforado lleno de agua

hasta el enrase, sumergiéndolo en un baño de agua a la temperatura de ensayo y siguiendo en su determinación un procedimiento paralelo, respecto a tiempos de inmersión y pesadas.

PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO

Peso de Picnómetro (A)

Peso A. Fino Seco (B)

Peso= P + Agua (C)

Peso= P + Agua + A. Fino (D)

Volumen (E)

Peso Específico (F)

Calculo:

P .E (fino)= Peso A .SecoVolumen

Dónde:

Volumen: (B)+(C)-(D)



Peso de Tara (A)

Peso= T + A. SSS (B)

Peso= T + A. S (C)

%Absorción (D)

Cálculo:

%|¿|Peso Ag .SSS−Peso Ag .SecoPeso Ag .Seco

x 100

Dónde:

Peso Ag. SSS: (B) – (A)Peso Ag. Seco: (C) – (A)

PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO

MATERIALES Y 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

Canasta de alambre, de malla de alambre de un diámetro aproximado de 3.35mm (Nº6), el diámetro de la canasta debe ser igual a su altura con una capacidad de 4 a 7 L para el árido cuyas partículas tengan un tamaño máximo nominal de 37.5 mm. Esta no debe atrapar aire cuando sea sumergida.

Depósito de agua, en el cual se suspende la muestra en la canasta, y que pueda ser colocado debajo de la balanza.

PROCEDIMIENTO

Lavar la muestra hasta asegurar que han sido eliminados el polvo u otros recubrimientos superficiales de partículas, se seca a continuación en el horno a una temperatura de 110 ± 5ºC

Dejarla enfriar al aire a temperatura ambiente durante un periodo de 1 a 3 horas. Una vez fría se pesa, y se sumerge en agua a temperatura ambiente por un periodo de 24 horas



Después del periodo de inmersión, se saca la muestra del agua y se secan las partículas sobre un paño absorbente de gran tamaño, hasta que se elimine el agua superficial visible, secando individualmente los fragmentos mayores. A continuación, se determina el peso de la muestra en el estado saturado superficialmente seco.

Colocar inmediatamente la muestra del árido en estado 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 tomarán 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 que su inmersión no afecte las pesadas.

Secar luego la muestra en el horno a una temperatura de 110± 5ºC, enfriarla al aire a temperatura ambiente durante 1 a 3 horas y se determina su peso seco.

PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO

Peso al Aire (A)

Peso sumergido al agua (B)

Peso seco del Horno (C)

Volumen (D)

Peso Específico (E)

% Absorción (F)

Calculo:P .E (grueso)= Peso A .Seco

VolumenDónde:

Volumen: (A)-(B)

Cálculo:%|¿|Peso Ag .SSS−Peso Ag .Seco

Peso Ag .Secox 100

Dónde:

Peso Ag. SSS: (A)



Peso Ag. Seco: (C)

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En general los agregados o áridos deben ser ensayados para determinar sus características y/o propiedades y por medio de estas saber qué cualidades pueda desarrollar en el momento de utilizarse en cualquier estructura.

Mediante los ensayos realizados en el laboratorio, se pudieron estudiar algunas características básicas de los agregados fundamentales para la elaboración de concreto y morteros, como lo son: granulometría, contenido de humedad, peso unitario suelto y compactado, peso específico y porcentaje de absorción.

Cuando tomemos muestras debemos de tener en cuenta el método de cuarteo par así obtener muestras que representa a los agregados que estamos usando.

Es recomendable intentar no perder gran parte del agregado cuando se esté efectuando algún ensayo debido a la perdida que se puede ocasionar, y alterar el ensayo.

También recomendamos que cuando hagamos el peso unitario compactado, los golpes que se dan con la varilla deba ser con la mimo módulo de fuerza para así obtener resultados más precisos.

Tener sumo cuidado o tener en cuenta las recomendaciones del encargado del laboratorio al usar los equipos necesarios para evitar accidentes

ANEXOS

CONTENIDO DE HUMEDAD DE AGREGADOS



PESO ESPECÍFICO DE AGREGADO GRUESO

PESO ESPECIFICO DE AGREGADO FINO


MUESTRAS CON AGREGADOS SECOS.

PESANDO LA TARA J-8 CON AGREGADO SECO.

AGREGADO GRUESO SUMERGIDO AL AGUA.

SACANDO EL AGREGADO DEL AGUA LUEGO LLEVAMOS LA MUESTRA AL HORNO POR 24 H PARA LUEGO TOMAR SU PESO.


ABSORCIÓNDE AGREGADO FINO


COLOCAMOS EN EL PICNÓMETRO AGREG. FINO Y LUEGO LE AGREGAMOS AGUA.

HACEMOS HERVIR EL PICNÓMETRO Y LUEGO PESAMOS.

AGREGADO FINO SSS. VERIFICACIÓN DEL ENSAYO DEL CONO DE MUESTRA SSSS.


GRANULOMETRÍA


LUEGO LLEVAMOS LAS MUESTRAS POR 24 H AL HORNO DESPUÉS PESAMOS CADA UNAS DE LAS TARAS.



PESAMOS LOS AGREGADOS

VERTEMOS LOS AGREGADOS EN LAS TAMICES Y MALLAS Y LUEGO LO COLOCAMOS EN LA ZARANDA.

PROCEDEMOS A PESAR LOS PAR ASÍ OBTENER EL PESO RETENIDO POR CADA TAMIZ.



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