República Bolivariana de Venezuela

Universidad José Antonio Páez

Escuela de Ing. Civil

Materiales y Ensayos

Informe Final de Laboratorio

Profesor:Pastora Aguirre

Alunmo:Daniel Hernández C.I: 18.146.259

San Diego, 09, 09, 2009

Introducción

Los agregados finos y gruesos ocupan comúnmente de 60% a 75% del volumen del concreto, e influyen notablemente en las propiedades del concreto recién mezclado y endurecido, en las proporciones de la mezcla, y en la economía. Los agregados finos comúnmente consisten en arena natural o piedra triturada siendo la mayoría de sus partículas menores que 5mm y los agregados gruesos consisten en una grava o una combinación de grava o agregado triturado cuyas partículas sean predominantemente mayores que 5mm y generalmente entre 9.5 mm y 38mm. Algunos depósitos naturales de agregado, a veces llamados gravas de mina, rió, lago o lecho marino. El agregado triturado se produce triturando roca de cantera, piedra bola, guijarros, o grava de gran tamaño. La escoria de alto horno enfriada al aire y triturada también se utiliza como agregado grueso o fino.

A continuación se estudiará la calidad de un agregado grueso y uno fino, para determinar si estos están aptos para la construcción de obras civiles. Para ello deben cumplir con los parámetros establecidos en las Normas Venezolanas y realizar una serie de ensayos descritos en las mismas.

Marco Teórico

Agregados.

Son materiales inertes como rocas o fracciones de rocas con ciertas características

y propiedades, con el fin de fabricar concreto o morteros.

Agregado fino.

Proviene de la desintegración natural o artificial de las rocas, que pasa el tamiz

3/8” y queda retenido en el tamiz Nº200, consiste en arena natural o manufacturada, o

una combinación de ambas.

Agregado grueso:

Es el material retenido en el tamiz N º 4, este está compuesto de grava natural o

triturada, piedra partida, o agregados metálicos naturales o artificiales.

Granulometría:

Es la medición de los granos de una formación sedimentaria y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica.

Tamaño máximo:

Es el tamiz de menor tamaño por donde pasa el 100% del material.

Modulo de finura:

Se trata del cedazo teórico por donde pasa el 50% del material, sirve para conocer

que tan fino o grueso es un agregado, el ideal está entre 2,3 y 3,1

Impurezas orgánicas:

Son aquellas sustancias que perjudican el proceso de hidratación del cemento

afectando la durabilidad y resistencia del concreto, estas afectan las reacciones de los

aditivos químicos.

Colorimetría:

Detecta de una manera cualitativa, la presencia de compuestos orgánicos nocivos en

las arenas naturales que serán utilizadas para la preparación de morteros o concretos.

Partículas menores de 20 micras:

Son partículas que se encuentran en suspensión, estas se sedimentan quedándose en reposo en un tiempo específico. Estas son partículas no deseadas en la mezcla de concreto ya que afectan la misma.

Masa unitaria suelta y compacta de agregados finos y gruesos

Este método permite la determinación de la masa unitaria de un agregado en la condición compactada o en la condición suelta después de que el agregado ha sido secado hasta una masa constante. El método involucra la determinación de una muestra de agregado en recipiente de volumen conocido, y entonces se resta la masa del recipiente.

Material pasante del tamiz de 75 µm (# 200).

Este material pasante contiene arcilla, limo y materia orgánica. Es perjudicial para el

concreto y en las obras convencionales se acepta hasta un 5% de este material ya que

afecta directamente a la resistencia del concreto.

Terrones de arcilla:

Son sustancias perjudiciales que afectan la adherencia entre la pasta del cemento y

el agregado, ya q durante el mezclado del concreto el agua disgrega los terrones de

arcilla y se transforma en un polvo de alta superficie específica, también estos afectan la

resistencia del concreto, estas partículas pueden ser desmenuzables con los dedos.

Humedad total y superficial:

Los agregados pueden tener algún grado de humedad lo cual está directamente relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su vez del tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros. Las partículas de agregado pueden pasar por cuatro estados, los cuales se describen a continuación:

-Totalmente seco: Se logra mediante un secado al horno a 110°C hasta que los agregados tengan un peso constante, en este estado los poros del agregado no contienen nada de agua.

-Parcialmente seco. Se logra mediante exposición al aire libre, los poros del agregado están parcialmente llenos de agua.

-Saturado y Superficialmente seco (SSS): En un estado límite en el que los agregados tienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos. Este estado sólo se logra en el laboratorio, y es el ideal ya que no aporta ni quita agua a la mezcla de concreto.

-Totalmente húmedo: El agregado está totalmente saturado en sus poros, y el exceso de humedad se desborda por la capa superficial del mismo.

Absorción del agregado fino y grueso::

Se puede definir la absorción, como la cantidad de agua absorbida por el agregado

sumergido en el agua durante 24horas. Se expresa como un porcentaje del peso del

material seco, que es capaz de absorber, de modo que se encuentre el material saturado

superficialmente seco.

Densidad:

La densidad es una propiedad física de los agregados y está definida por la relación

entre el peso y el volumen de una masa determinada, lo que significa que depende

directamente de las características del grano de agregado.

-Densidad Nominal: Es la relación entre la masa en el aire de un volumen dado de

agregado, incluyendo los poros no saturables, y la masa de un volumen igual de agua

destilada libre de gas a temperatura establecida.

-Densidad Aparente: La relación entre la masa en el aire de un volumen dado de

agregado, incluyendo sus poros saturable y no saturables, (pero sin incluir los vacíos

entre las partículas) y la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a una

temperatura establecida.

-Densidad Aparente (SSS): La relación entre la masa en el aire de un volumen dado de

agregado, incluyendo la masa del agua dentro de los poros saturables, (después de la

inmersión en agua durante aproximadamente 24 horas), pero sin incluir los vacíos entre

las partículas, comparado con la masa de un volumen igual de agua destilada libre de

gas a una temperatura establecida.

Peso Unitario.

Es el resultado de dividir el peso de las partículas entre el volumen total incluyendo los vacíos. Al incluir los espacios entre partículas influye la forma de acomodo de estos.

Porcentaje de Vacíos

Es la medida de volumen expresado en porcentaje de los espacios entre las partículas de agregados, depende del acomodo de las partículas por lo que su valor es relativo como en el caso del peso unitario.

Porcentaje de desgaste.

Ensayo que se emplea para determinar el comportamiento de cualquier material frente al desgaste que producirá un agente externo.

Partículas alargadas, planas y plani-largas

La medición de la superficie específica es aun una de las características del agregado cuya medición es inexacta, existen diferentes métodos para medir esta característica. Se define como superficie especifica de una partícula de agregado  al área superficial de la misma, su influencia en las características del concreto tanto en estado fresco como endurecido es notable, sobretodo en concretos con baja relación agua/cemento donde tendrá especial influencia en la resistencia a la compresión. Su influencia en las propiedades del concreto fresco se resume en que  conforme se incrementa la superficie específica del agregado la trabajabilidad del concreto disminuye. En esta sección presentamos un método simple para encontrar este valor.

Interpretación de Resultados

Agregados Finos

Modulo de Finura: 4.15

Según las Normas Venezolanas, un agregado adecuado debería estar entre 2,3 y 3,1. Según este valor obtenido en el laboratorio, este está fuera de la norma, por lo tanto seria tomado como agregado grueso.

Impurezas orgánicas: 1

Es una excelente arena, este varía en una escala del 1 al 5, siendo el 1 la arena mas pura.

% de terrones de arcilla y partículas desmenuzables: 0,057%

El valor que se obtuvo en el laboratorio es aceptable ya que rango de calidad esta hasta el 1%, siendo una buena arena en este aspecto.

% pasante del tamiz (#200): 4,35%

El rango aceptable según las normas es del 3 al 5%, por lo cual el resultado obtenido en el laboratorio cumple con la norma lo cual es aceptable.

% partículas en suspensión: 6%

Contiene un exceso de partículas pequeñas en suspensión, lo cual no es bueno en un agregado.

Masa unitaria suelta: 1518

Masa unitaria compacta: 1648

Densidad aparente: 2532

Densidad aparente S. S. S: 2573

% de absorción: 1,63%

Este porcentaje es bajo según lo que indica la norma, por tal razón es una arena parcialmente húmeda, a la cual se le añade más cantidad de agua debido a que los poros del agregado no están totalmente saturados.

% de vacios (suelta / compacta): 40% / 35%

% humedad total: 1,97%

% humedad superficial: 0,34%

Agregados Gruesos

Tamaño Máximo: 1”

Es el tamiz de menor tamaño por donde pasa mínimo el 95% del material.

% de terrones de arcilla y partículas desmenuzables: 0,0065%

Es un valor menor a 0,25%, que es rango aceptable según la norma, por tanto es de buena calidad en ese aspecto.

% pasante del tamiz (#200): 0,11%

El rango es aceptable ya que el porcentaje es bajo, este agregado es de buena calidad debido a que contiene poco material fino.

% partículas alargadas: 11%

Tiene muchas partículas alargadas, lo cual afecta el acomodamiento de las mismas a la hora de haber realizado el concreto o mortero.

Masa unitaria suelta: 1355

Masa unitaria compacta: 1540

Densidad aparente: 2,643

Densidad aparente S. S S: 2,664

% de absorción: 0,81%

Presenta un porcentaje bajo de absorción, por lo tanto afectara poco el diseño de la mezcla en la relación agua/cemento.

% de vacios (suelta / compacta): 49% / 42%

Al haber poca diferencia entre ambos, se puede saber que este agregado es uniforme y trabajable.

% humedad total: 0,89%

% humedad superficial: 0,37%

% desgaste: 28%

El experimento arrojó un desgaste del 28%, según la norma debe de ser menor ó igual al 50% por lo tanto da a concluir que el resultado es aceptable.

CONCLUSION Y RECOEMNDACIONES

Agregados Finos.

Después de hacer todos análisis correspondientes al agregado se conoce que el módulo de finura no es el correcto, por lo tanto este no cumple los requisitos mínimos de un agregado de calidad y afectando directamente en la trabajabilidad, porosidad, densidad y economía de la misma.

Recomendaciones.

No se debe usar este tipo de arena para obras que exijan un control de calidad alto como edificios o estructuras más grades.

Se puede modificar el módulo de finura del agregado ligando este con una arena más fina, y así lograr llegar a un valor que cumpla los requisitos mínimos según la norma.

Cambiar la arena por una de mejor calidad granulométrica, se recomienda utilizar las arenas de usos más frecuentes que son las que están formadas por granos naturales depositados por las aguas. Esta podría no ser la solución más económica.

Agregados Gruesos.

Al realizar todos los análisis al agregado grueso, se notó que este no cumple con todas las especificaciones establecidas por la norma, por lo tanto no es un agregado de excelente calidad. Debido a su alto contenido de partículas planilargas dejaría espacios vacios a la hora de elaborar la mezcla, lo cual no es conveniente y dificulta la compactación.

Recomendaciones.

Cambiar el agregado por uno que contenga menos partículas planilargas, ya que es recomendable que las partículas no sean ni tan largas y ni tan planas.

No usar este tipo de agregado para la construcción de estructuras de alta exigencia de calidad, ya que no cumple con los requisitos previamente descritos en la norma.