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1 MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS PÉTREOS PARA EL USO EN CONCRETOS Autores. Jhorman Yadir Gómez Montilla Angélica Hernández Gutiérrez Boris Armando Muñoz Añasco

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Page 1: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

1

MANUAL PARA LA

CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS

PÉTREOS PARA EL USO EN CONCRETOS

Autores.

Jhorman Yadir Gómez Montilla

Angélica Hernández Gutiérrez

Boris Armando Muñoz Añasco

Page 2: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

2

INDICE

Listado de figuras .............................................................................................................. 5

Listado de tablas ............................................................................................................... 8

Lista de gráficas .............................................................................................................. 10

Introducción .................................................................................................................... 11

Glosario ............................................................................................................................ 12

Resumen ........................................................................................................................... 15

Capítulo 1: Agregados en el concreto............................................................................ 16

Propiedades de los agregados naturales para mezclas de concreto ....................... 17

Capítulo 2: Método de ensayo para el análisis por tamizado de los agregados finos y

gruesos (NTC 77)......................................................................................................................... 19

Aparatos y equipos ...................................................................................................... 19

Procedimiento .............................................................................................................. 19

Cálculos ........................................................................................................................ 23

Agregado grueso ....................................................................................................... 23

Agregado fino............................................................................................................ 25

Ajuste granulométrico ............................................................................................... 28

Análisis de Resultados ................................................................................................ 30

Capítulo 4: Método de ensayo para determinar la resistencia al desgaste por abrasión

e Impacto de agregados gruesos menor de 37,5 mm, utilizando la máquina de los ángeles.

(NTC 98) ...................................................................................................................................... 34

Page 3: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

3

Equipos......................................................................................................................... 34

Procedimiento .............................................................................................................. 34

Cálculo ......................................................................................................................... 37

Capítulo 5: Método de ensayo para determinar la densidad y la absorción del

agregado grueso (NTC 176) ....................................................................................................... 38

Equipos......................................................................................................................... 38

Procedimiento .............................................................................................................. 39

Cálculos ........................................................................................................................ 41

Capítulo 6: Método para determinar la densidad y absorción del agregado fino (NTC

237) ............................................................................................................................................... 44

Equipos y aparatos ...................................................................................................... 44

Procedimiento .............................................................................................................. 44

Cálculos ........................................................................................................................ 46

Capítulo 7: Método de ensayo para determinar las impurezas orgánicas en agregado

fino para concreto (NTC 127) .................................................................................................... 49

Aparatos y equipos ...................................................................................................... 49

Reactivos ...................................................................................................................... 49

Procedimiento .............................................................................................................. 49

Análisis e interpretación de resultados ..................................................................... 51

Capítulo 8: Valor de azul de metileno en agregados finos (I.N.V E-235-13) ............. 53

Page 4: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

4

Aparatos y equipo ....................................................................................................... 53

Procedimiento .............................................................................................................. 53

Cálculos ........................................................................................................................ 56

Capítulo 9: Equivalente de arena en suelos y agregados finos (INV E 133-13) ........ 57

Aparatos y equipo ....................................................................................................... 57

Procedimiento .............................................................................................................. 58

Cálculos ........................................................................................................................ 61

Capítulo 10: Método de ensayo para determinar el porcentaje de terrones de arcilla

y partículas deleznables en los agregados NTC 589 ................................................................ 62

Aparatos y equipo ....................................................................................................... 62

Procedimiento .............................................................................................................. 62

Cálculos ........................................................................................................................ 64

Capítulo 11: Proporción de partículas planas, alargadas o planas y alargadas en

agregados gruesos (INV E-240-13) ............................................................................................ 66

Equipo .......................................................................................................................... 66

Procedimiento .............................................................................................................. 66

Cálculos ........................................................................................................................ 68

Bibliografía ...................................................................................................................... 72

Page 5: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

5

Listado de figuras

Figura 1. Roca Ígnea. Fuente: (IngeoExpert, 2020) .......................................................... 17

Figura 2. Rocas sedimentarias. Fuente: (Gobierno de Mexico, 2021).............................. 17

Figura 3. Roca metamórfica. Fuente: (Gobierno de Mexico, 2021) ................................. 18

Figura 4. Secado de material en estufa. Fuente: Propia,2018 ........................................... 20

Figura 5. Cuarteo de material. Fuente: Propia, 2021 ........................................................ 21

Figura 6. Secado de material. Fuente: Propia, 2018 ......................................................... 21

Figura 7. Tamizado de agregado fino y grueso. Fuente: Propia,2018 .............................. 22

Figura 8. Tamiz de lavado #200. Fuente: Propia,2018 ..................................................... 23

Figura 9. Cuarteo de material. Fuente: Propia,2021 ......................................................... 36

Figura 10. Selección de material grueso para máquina de los ángeles. Fuente: Propia,2021

....................................................................................................................................................... 36

Figura 11. Carga de la máquina de los ángeles. Fuente: Propia,2018 .............................. 36

Figura 12. Masa del material después de ensayo. Fuente: Propia,2021 ........................... 37

Figura 13. Selección e incorporación del agregado. Fuente: Propia,2018 ........................ 39

Figura 14. Secado de material en estufa. Fuente: Propia,2021 ......................................... 40

Figura 15. Material sumergido en la malla metálica. Fuente: Propia,2021 ...................... 41

Figura 16. Picnómetro. Fuente: Propia,2021 .................................................................... 44

Figura 17. Molde y pisón. Fuente: Propia.2021................................................................ 44

Figura 18. Método de cuarteo en agregado fino. Fuente: Propia, 2021 ............................ 44

Figura 19. Muestra agregada en el molde. Fuente: Propia,2021 ...................................... 45

Figura 20. Altura del pisón sobre la muestra. Fuente: Propia, 2021 ................................. 45

Figura 21. Posición de las manos. Fuente: Propia, 2021 .................................................. 45

Page 6: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

6

Figura 22. Humedad correcta e incorrecta de la muestra. Fuente Propia, 2021 ............... 45

Figura 23. Picnómetro con agua y picnómetro con el agregado fino. Fuente: Propia,2021

....................................................................................................................................................... 46

Figura 24. Agitar el picnómetro. Fuente: Propia, 2021 .................................................... 46

Figura 25. Masa de la muestra en el picnómetro. Fuente: Propia, 2021 ........................... 46

Figura 26. Masa mínima requerida para el ensayo. Fuente: Propia,2021. ........................ 50

Figura 27. Cuarteo. Fuente: Propia,2021 .......................................................................... 50

Figura 28. Ilustración división botella. Fuente: Propia, 2021 ........................................... 50

Figura 29. Análisis de colorimetría. Fuente: Propia,2021 ................................................ 51

Figura 30. Cuarteo de material. Fuente: Propia, 2018 ...................................................... 54

Figura 31. Agua destilada en vaso precipitado. Fuente. Propia,2018 ............................... 54

Figura 32. Agitador mecánico con la mezcla de agregado. Fuente: Propia, 2021 ............ 54

Figura 33. Azul de metilo agregado al agitador mientras se mezcla 400 rpm. Fuente:

Propia,2021 ................................................................................................................................... 55

Figura 34. Demostración grafica de resultado correcto e incorrecto en el ensayo. Fuente.

Propia.2021 ................................................................................................................................... 55

Figura 35. Cuarteo. Fuente: Propia,2021 .......................................................................... 58

Figura 36. Espécimen de cilindro con la muestra. Fuente: Propia,2021 ........................... 58

Figura 37. Cilindros con agua hasta lo solicitado en la norma. Fuente: Propia, 2021 ...... 58

Figura 38. Total, de muestras agregadas a los cilindros. Fuente. Propia, 2021. ............... 58

Figura 39. Muestra agregada a través de un embudo en el cilindro. Fuente: Propia, 2021.

....................................................................................................................................................... 58

Figura 40. Golpes por debajo del cilindro. Fuentes: Propia,2021. ................................... 59

Page 7: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

7

Figura 41. Agitación manual de los cilindros. Fuente: Propia, 2021. ............................... 59

Figura 42. Irrigación de las paredes de los cilindros. Fuente: Propia, 2021 ..................... 59

Figura 43. Toma de lectura de arcilla. Fuente: Propia, 2021 ............................................ 60

Figura 44. Toma de lectura de arena con el disco. Fuente: Propia, 2021 ......................... 60

Figura 45. Cuarteo de material a ensayar. Fuente: Propia,2021 ....................................... 63

Figura 46. Técnica para romper las partículas después de estar 24 horas sumergida. Fuente:

Propia, 2021 .................................................................................................................................. 63

Figura 47. Cuarteo de agregado grueso. Fuente: Propia, 2021 ......................................... 66

Figura 48. Calibradores utilizados en el laboratorio. Fuente: Propia, 2021 ..................... 67

Figura 49. Clasificación de partículas alargadas. Fuente: Propia, 2021 ........................... 68

Figura 50. Proceso de clasificación de partículas aplanadas. Fuente: Propia, 2021. ........ 68

Page 8: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

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Listado de tablas

Tabla 1. Valores de masa según tamaño máximo nominal. Fuente: (Norma Tecnica

Colombiana- NTC 77, 2018) ........................................................................................................ 20

Tabla 2. Cantidad máxima permisible de material retenido en un tamiz, kg. Fuente: (Norma

Tecnica Colombiana- NTC 77, 2018) ........................................................................................... 22

Tabla 3. Distribución agregado grueso según granulometría. Fuente: Propia,2018 ......... 24

Tabla 4. Distribución del material fino según granulometría. Fuente: Propia, 2018 ........ 26

Tabla 5. Granulometría real del agregado. Fuente: Propia,2018 ...................................... 29

Tabla 6. Granulometría del agregado ajustada. Fuente: Propia, 2021 .............................. 29

Tabla 7. Precisión del ensayo. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana- NTC 77, 2018) ... 31

Tabla 8. Rangos agregado fino. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana, NTC 174, 2018) 31

Tabla 9. Rangos de granulometría para agregado grueso. Fuente: (Norma Tecnica

Colombiana, NTC 174, 2018) ....................................................................................................... 32

Tabla 10. Material que pasa los tamices en masa. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana,

NTC 174, 2018) ............................................................................................................................ 33

Tabla 11. Número de esferas según granulometría. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana-

NTC 98, 2019) .............................................................................................................................. 35

Tabla 12. Granulometría de las muestras para ensayo. Fuente: (Norma Tecnica

Colombiana-NTC 98, 2019) ......................................................................................................... 35

Tabla 13. Masa mínima para la muestra. Fuente: (Norma Tecnica Colombia-NTC 176,

2019) ............................................................................................................................................. 39

Tabla 14. Escala colorimétrica de Gardner. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana- NTC

127, 2000) ..................................................................................................................................... 51

Page 9: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

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Tabla 15. Masa para la muestra agregado grueso. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana-

NTC 589, 2000) ............................................................................................................................ 62

Tabla 16. Tamaño de tamices para la remoción de terrones de arcilla y partículas

deleznables. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana-NTC 589, 2000)........................................... 64

Tabla 17. Masa mínima de la muestra de ensayo. Fuente: (Instituto Nacional de Vias-INV

E 240-13, 2013) ............................................................................................................................ 67

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Lista de gráficas

Gráfica 1. Curva granulométrica agregado grueso. Fuente: Propia,2018 ......................... 25

Gráfica 2. Curva granulométrica agregado fino. Fuente: Propia,2021 ............................. 28

Gráfica 3. Ajuste granulométrico de los agregados. Fuente: Propia, 2021 ....................... 30

Page 11: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

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Introducción

Los agregados de concreto se definen como “cualquier sustancia sólida o partículas que se

agregan intencionalmente al concreto y ocupan el espacio rodeado por la pasta de cemento”, de

esta manera, combinados brindan resistencia mecánica al concreto o mortero en estado endurecido,

y controlan el cambio de volumen que se produce durante la etapa de fraguado de cemento. Los

agregados pétreos son de suma importancia a la hora de diseñar, pues la caracterización de estos

es un factor decisivo para la seguridad estructural; la razón del cambio en la resistencia del concreto

puede ser difícil de interpretar, pero si se analiza que los agregados componen un 60%-80% del

volumen de este, puede inferirse que el cambio de calidad a lo largo del tiempo de ellos afecta en

gran medida el rendimiento final del concreto.

Este manual tiene como fin brindar una interpretación de los diferentes ensayos para llevar

a cabo la caracterización, de los agregados de forma más sencilla a cómo se describen en las

normas correspondientes. Los ensayos se realizan de acuerdo con los procedimientos descritos en

las distintas normas NTC, INVIAS, ASTM y demás fuentes de información para hacer de esta la

más optima de las interpretaciones.

Page 12: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

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Glosario

• Abrasión: Es el procedimiento mecánico en un material o tejido donde se roza o

se desgasta que ocasiona la erosión o ruptura de las partículas.

• Agregado fino: Es el resultado de la disgregación de las rocas, la mayoría de las

partículas (95%) pasa por el tamiz #4 y queda retenido en el #200.

• Agregado grueso: Es aquel que sus partículas pasan el tamiz 2” y quedan retenidas

en 95% en el tamiz #4. (Para concreto)

• Agregados pétreos: Son aquellos que tienen su origen de las rocas, y se utilizan

para construcción de obras civiles y arquitectónicas. Se encuentran principalmente

en forma de macizo rocoso o en fragmentos de estos, y varían en su tamaño, de

finos a gruesos.

• ASTM: American Society for Testing and Materials / Sociedad Americana para

Ensayos y Materiales

• Caracterización de Agregados: Determinar las cualidades y/o propiedades

específicas del material agregado de estudio, para identificar lo que lo hace

particularmente diferente de los demás.

• Concreto: Principal material utilizado en la construcción debido a la resistencia a

la compresión; compuesto por cemento, agua, agregados y aditivos. Es empleado

para la construcción de elementos estructurales, como zapatas, columnas, vigas,

losas, entre otros, y también, para pavimentos hidráulicos.

• Cuarteo: Se denomina así al proceso de reducción de una muestra representativa,

a un tamaño conveniente con el fin de realizar ensayos. La particularidad del

Page 13: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

13

proceso que da origen a su nombre es la disposición de la muestra en cuatro partes

aproximadamente iguales, que conformarán la muestra de estudio.

• Granulometría: Es la distribución del tamaño de las partículas de los agregados.

Dicha distribución se hace usando tamices, y métodos de tamizado apropiados.

• INVIAS: Instituto Nacional de Vías, que expide las Especificaciones Generales de

Carreteras y Normas de Ensayo Para Materiales de Carreteras.

• Máquina de los Ángeles: La máquina de abrasión de Los Ángeles se utiliza para

determinar la resistencia al desgaste de los agregados. La máquina está equipada

con una unidad de control electrónico y un tambor chapado en acero con un

diámetro interior de 711 mm y una longitud interior de 508 mm.

• Mortero: Es el conglomerado de cemento, arena, agua y algunos aditivos utilizados

en la construcción. Se emplea en para la conformación de pañetes, para la pega de

mampostería y otros elementos de la construcción, para rellenar unidades de

mampostería, y afinado de pisos.

• NTC: Norma Técnica Colombiana, son definidas por el Instituto Colombiano de

Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), como organismo de normalización

de Colombia, para el control y certificación de calidad de las empresas y el

desarrollo de sus actividades.

• Solución floculante: Los floculantes se utilizan para clarificar el agua, es decir,

para hacer el agua más transparente y eliminar la turbidez debido a las partículas

sólidas en suspensión, como polvo, barro o algas, el agua se vuelve blanquecina.

• Tamiz: Es una malla de alambres delgados que se cruzan, conformando aberturas

cuadradas, de determinadas dimensiones. Tiene el propósito de separar una muestra

Page 14: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

14

por tamaños de partículas. Además, hay tamices especialmente destinados para el

lavado de muestra. Los tamices de la serie estándar son 3”. 1”, ½”, ¾”, 3/8”, #4,

#16, #30, #50, #100 y #200.

Page 15: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

15

Resumen

Al ser el concreto un material compuesto, sus propiedades varían, entre otros fatores,

debido a sus componentes especialmente a los agregados pétreos. Estos tienen propiedades físicas

y mecánicas, lo que influye sobre la trabajabilidad, economía y comportamiento del concreto, en

estado endurecido determinará su vida de servicio.

Este manual presenta los diferentes ensayos realizados para la caracterización de

materiales, adaptados en los entornos de aprendizaje APA de la Universidad Cooperativa de

Colombia sede Villavicencio, con el fin de ayudar a diseñadores, constructores, estudiantes y

demás interesados, es una guía clara de procedimientos para la caracterización de agregados

pétreos para las mezclas de concreto.

Page 16: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

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Capítulo 1: Agregados en el concreto

En el campo de la ingeniería civil, el concreto es uno de los materiales fundamentales para

la realización de diferentes tipos de obras estructurales. Es un elemento no homogéneo

conglomerado por materias primas naturales e inorgánicas: cemento, agua, agregados pétreos y

aditivos. Por su tamaño, los agregados se dividen en dos grupos: agregados finos y agregados

gruesos. El primero está compuesto por arena natural o artificial con un tamaño de partícula que

va desde a aproximadamente 5 mm hasta más de 75 micrones; el segundo son aquellas partículas

mayores de 4,75 mm a 50 mm.

La absorción puede ser la característica que tiene el mayor impacto en la consistencia del

concreto, debido a que las partículas absorben directamente el agua en el mezclador y reducen la

trabajabilidad de la mezcla. Si los dos tipos de agregados tienen una absorbencia similar, otros

factores secundarios también son importantes para la consistencia de la mezcla, como la forma, el

tamaño y la clasificación; debido a que, si la superficie del agregado es más grande, debe cubrirse

con mayor cantidad de pasta. La menor liquidez, la combinación de baja absorción y buen factor

de forma da como resultado una buena consistencia y trabajabilidad de la mezcla, en la que las

partículas son equidimensionales redondas.

Los agregados influyen en las propiedades que adquiera el concreto, haya sido mezclado

recientemente o este endurecido. Dichos agregados son elementales a la hora de crear concreto

hidráulico, asfaltico y bases granulares. El concreto está compuesto por 60%-80% de agregados,

por eso sus características influyen tanto en las propiedades que adquiere la mezcla. Estudiarlas o

evaluarlas ayudará a que haya una mayor optimización de su uso, explotación y diseño de esta.

Page 17: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

17

Propiedades de los agregados naturales para mezclas de concreto

Las propiedades y el comportamiento de los agregados son, en gran medida, dependientes

de la composición mineral de la roca original o el desgaste de la roca que los origina. La geología

cataloga dichos agregados según su origen, en rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas.

• Rocas ígneas: Su origen se debe al enfriamiento y solidificación de roca fundida,

lo que conocemos como magma. Dada las condiciones en lo que esto ocurra la roca

pude convertirse en agregado grueso o fino.

• Rocas sedimentarias: Estas se originan debido a la erosión del suelo y variaciones

en las rocas ya preexistentes. El sedimento se deposita en otra capa a temperatura

y presión relativamente bajas, se deposita en la superficie de la litosfera y puede

consistir en fragmentos de roca preexistentes de diferentes tamaños, minerales

resistentes, organismos y productos de reacción química o composición de

productos de reacción química.

Figura 1. Roca Ígnea. Fuente: (IngeoExpert, 2020)

Figura 2. Rocas sedimentarias. Fuente: (Gobierno

de Mexico, 2021)

Page 18: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

18

• Rocas metamórficas: Cuando una roca se contrae debido a altas presiones y

temperaturas sus minerales cambian y se transforman en un nuevo tipo llamado

roca metamórfica. Este tipo de roca se transforma en estado sólido, sin fusionarse.

Es por eso por lo que físicamente son un tipo de roca alargada y aplanada debido al

aplastamiento de sus minerales.

A su vez, cada tipo de agregado, independientemente de su origen, se puede dividir en 3

grupos principales:

• Según su procedencia: Puede ser por la roca madre, en estado natural o por medio

de agregados provenientes de procesos industriales.

• Según el tamaño y dimensión de las partículas

• Según su densidad

Sin importar su clasificación y origen, los agregados tienen variedad de propiedades y

características que se deben saber, comprender, averiguar y analizar a través de alguna o algunas

formas para ser seguidas, vigiladas y controladas para así inferir el desempeño de la mezcla de

manera preventiva para llevar a cabo una trazabilidad.

Figura 3. Roca metamórfica. Fuente:

(Gobierno de Mexico, 2021)

Page 19: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

19

Capítulo 2: Método de ensayo para el análisis por tamizado de los agregados finos y

gruesos (NTC 77)

Esta norma tiene por objeto determinar la distribución de agregado fino y grueso a través

de tamices de diferentes tamaños. Las muestras de material pétreo seco ya pesados se separan

mediante una serie de tamices con aberturas gradualmente más pequeñas para determinar el

tamaño de las partículas. Se utiliza principalmente para saber el orden y disposición del material,

correlación con la distribución y los requisitos de aplicación, relaciones de porosidad y

entrabamiento.

Aparatos y equipos

• Balanza

• Tamices (según sea la medida del material de mayor tamaño hasta el tamiz #200

incluyendo el de lavado.)

• Tamizadora mecánica (opcional)

• Horno o estufa

Procedimiento

Para el agregado grueso se debe tomar como masa mínima la que más se adapte al tamaño

máximo nominal, es el tamiz más pequeño por el que pueden pasar la mayoría de las muestras de

agregado grueso, como observaremos en la siguiente tabla:

Page 20: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

20

Si el material se tiene en una pila, se debe hacer lo posible porque este se extraiga de la

manera más homogénea posible, integrando partículas gruesas y pequeñas equitativamente; por

otro lado, se debe extraer cuatro veces la masa mínima. Asegurar que el contenido de muestra sea

variado y secarlo en horno o estufa (Si se realiza en estufa, para verificar que el material perdió

toda su humedad, de manera práctica, se puede poner una hoja de papel encima de esta y debe

permanecer inmóvil, sin muestras de evaporación de agua).

Una vez seleccionado y secado el material se realiza el procedimiento de cuarteo. Que es

básicamente, hacer un círculo, simulando un pastel redondo con el material, en un lugar donde no

haya perdida de este; una vez apilado el material, con una pala o espátula se divide en 4 partes

semejantes, el circulo, y se toma los extremos contrarios. Es decir, formando una diagonal, siendo

el resultante la muestra objeto de estudio no deberá ser inferior a la mínima requerida. Para el

Tamaño máximo

nominal aberturas

cuadradas (mm)

Masa mínima

Muestra de

ensayo (Kg)

9,5 1

12,5 2

19 5

25 10

37,5 15

50 20

63 35

75 60

90 100

100 150

125 300

Tabla 1. Valores de masa según tamaño máximo nominal. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana- NTC 77, 2018)

Figura 4. Secado de material en estufa. Fuente: Propia,2018

Page 21: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

21

material fino, la muestra debe ser mínimo 300g de muestra seca, repitiendo el mismo

procedimiento de cuarteo.

El agregado fino y grueso se debe tamizar según corresponda, asegurando la no sobrecargar

del material en los tamices para que la gradación sea correcta. Esto se puede realizar de forma

mecánica o manual cerciorándose que todas las partículas puedan pasar por las diferentes

aberturas, la cantidad de material retenido en dichas aberturas no debe superar 2,5 veces la abertura

del tamiz en mm para agregado grueso, y no debe exceder de 7 kg/m2 de superficie del tamiz para

agregado fino.

Dicho tamizado se realiza con la pila de tamices organizado en orden descendente desde el

tamaño máximo (1 1/2",1",3/4",1/2",3/8",#4,#8,#16,#30,#50,#100,#200) y posterior a esto se

mueve de manera circular y hacia los lados vigorosamente para así lograr que las partículas pasen

por las aberturas de los diferentes tamices logrando el objetivo.

Figura 5. Cuarteo de material. Fuente: Propia, 2021

Figura 6. Secado de material. Fuente: Propia, 2018

Page 22: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

22

Tamaño de

abertura del

tamiz (mm)

Dimensiones nominales A

203,2 mm

diámetro B

254 mm

diámetro B

304,8 mm

diámetro B

350 mm x 650

mm

372 mm x 580

mm

Área de tamizado, m2

0,0285 0,0457 0,067 0,1225 0,2158

125 c c c c 67,4

100 c c c 30,6 53,9

90 c c 15,1 27,6 48,5

75 c 8,6 12,6 23 40,5

63 c 7,2 10,6 19,3 34

50 3,6 5,7 8,4 15,3 27

37,5 2,7 4,3 6,3 11,5 20,2

25 1,8 2,9 4,2 7,7 13,5

19 1,4 2,2 3,2 5,8 10,2

12,5 0,89 1,4 2,1 3,8 6,7

9,5 0,67 1,1 1,6 2,9 5,1

4,5 0,33 0,54 0,8 1,5 2,6

A Dimensiones del marco del tamiz en pulgadas: 8,0 pulgadas de diámetro, 10,0 pulgadas de

diámetro; 12,0 pulgadas de diámetro; 13,8 pulgadas por 13,8 pulgadas (14 x 14 pulgadas

nominal); 14,6 por 22,8 pulgadas (16 por 24 pulgadas nominal).

B El área del tamiz para bastidores redondos se encuentra basado en un diámetro efectivo de

12,7 (1/2 pulgada) menos que el diámetro nominal, debido a que la NTC 32 (ASTM E11)

permite que el sello entre la malla del tamiz y el marco se extiende 6,35 mm (1/4 de pulgada)

sobre la malla del tamiz. Así, el diámetro efectivo de tamizado para un bastidor de 203 mm de

diámetro es 190 mm (7,5 pulgadas). Algunos fabricantes de tamices pueden reducir solamente

hasta 6,35 mm (1/4 de pulgada) la malla del tamiz.

C Los tamices señalados tienen menos de cinco aberturas completas y no deben usarse para

ensayos granulométricos, excepto como se menciona en el numeral 8.6.

Tabla 2. Cantidad máxima permisible de material retenido en un tamiz, kg. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana- NTC 77, 2018)

Figura 7. Tamizado de agregado fino y grueso. Fuente: Propia,2018

Page 23: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

23

Es importante resaltar que una vez se tenga el material retenido en el tamiz #200, se debe

pasar por el tamiz de lavado. Primero se pesa y luego se eliminan las impurezas con agua; cuando

ya no salga material en este proceso, se seca y se pesa el material para tener el total retenido.

Cálculos

Para los cálculos se obtienen los porcentajes del material que pasa y el retenido en cada

tamiz, con base en la masa seca total al iniciar el tamizado; incluyendo la masa del tamiz de lavado

con su masa seca antes del mismo, para el caso del agregado fino. También se debe hallar el

módulo de finura del agregado fino, sumando los porcentajes acumulados en la serie de tamices

convencional (#100, #50, #30, #16 #8, #4, 9,5 mm) con una relación de 2 a 1.

Agregado grueso

En la siguiente tabla se tiene un ejemplo de cómo se debe registrar y procesar los datos de

ensayo. Se calcula, a partir del registro de la masa retenida, % retenido, % retenido acumulado, %

pasa del agregado grueso tamizado desde el tamiz 1”1/2 hasta el #4.

Donde:

Masa retenida: Es la cantidad de material grueso retenido en cada tamiz.

Figura 8. Tamiz de lavado #200. Fuente: Propia,2018

Page 24: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

24

% retenido: Es la multiplicación de la masa retenida en cada tamiz por 100, dividido en la

masa de material con el que se inicia el tamizado.

% retenido acumulado: Se obtiene con % retenido, sumando sus valores acumulativamente,

por ejemplo 0%, 5,97%, 29,40% y 37,79% (en su respectivo orden en la tabla) la suma de 0+3

sería igual a 3, 3+7 es igual a 10, 10 +10 es igual a 20 y así sucesivamente hasta que la suma de

100% o lo más próxima posible.

% pasa: Los valores se obtienen a partir del tamiz 1 ½”, al cual le corresponde el número

100, ya que, por allí debe pasar todo el material grueso, a continuación, se le van restando los

valores que hay en la columna de % retenido acumulado hasta a llegar a 0.

TABLA. GRANULOMETRÍA AGREGADO GRUESO

Tamiz Abertura (mm) Masa

Retenida (g) % Retenido

% Retenido Acumulado

% Pasa

1 1/2" 37,5 0 0 0 100

1" 25,00 315,5 5,97 5,97 94,03

3/4" 19,00 1552,5 29,40 35,37 64,63

1/2" 12,50 1995,5 37,79 73,16 26,84

3/8" 9,50 905,5 17,15 90,30 9,70

#4 4,75 495,5 9,38 99,69 0,31

#8 2,36 16,5 0,31 100,00 0,00

5281 100

Tabla 3. Distribución agregado grueso según granulometría. Fuente: Propia,2018

Tamaño máximo: 1 ½”; es el tamaño de la menor abertura de tamiz por el que puede pasar

toda la muestra de material estudiada.

Tamaño máximo nominal: Puede definirse de acuerdo con alguno de los siguiente tres

criterios,

Page 25: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

25

1. El tamaño de la abertura de tamiz inmediatamente inferior al Tamaño Máximo del

agregado estudiado. Entonces es, 25 mm o 1”.

2. Es la abertura del tamiz inmediatamente superior a aquel donde se retiene al menos el

15% del material. Entonces es 25 mm o 1”.

Para este caso se usará el criterio 2, por lo que el TMN es 19 mm o ¾”.

Gráfica 1. Curva granulométrica agregado grueso. Fuente: Propia,2018

Agregado fino

En la siguiente tabla ingresamos y calculamos la masa retenida, % retenido, % retenido

acumulado, % pasa del agregado fino tamizado desde el tamiz 3/8” hasta el #200.

Donde:

Masa retenida: Es la cantidad de material fino retenido en cada tamiz.

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

1.0010.00100.00

% P

asa

Abertura (mm)

Curva Granulométrica Agregado Grueso de Peña. (Cumaribo, Vichada)

Granulometría Agregado Grueso.

Límite Ideal Mínimo. NTC 174

Límite Ideal Máximo. NTC 174

Page 26: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

26

% retenido: Es la multiplicación de la masa retenida en cada tamiz por 100, dividido en la

cantidad de material utilizado.

% retenido acumulado: Se realiza con él % retenido, sumando sus valores

acumulativamente,

% pasa: Los valores se obtienen a partir del tamiz 3/8”, al cual le corresponde el número

100, ya que, por allí deben pasar todo el material fino, a continuación, se le van restando los valores

que hay en la columna de % retenido acumulado hasta a llegar a 0.

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO AGREGADO FINO

Tamiz Abertura

(mm) Masa Retenida

(g) % Retenido

%Retenido Acumulado

% Pasa

3/8" 9,5 0 0,00 0,00 100

#4 4,75 23 5,47 5,47 94

#8 2,36 4,85 1,15 6,62 93

#16 1,18 76,1 18,10 24,72 75

#30 0,60 96,9 23,05 47,77 52

#50 0,30 68,8 16,36 64,13 36

#100 0,15 39,8 9,47 73,60 26

#200 0,075 8,3 1,97 75,57 24

Pasa #200 N/A 102,7 24,43 100,00 0,00

420,45 100,00

Tabla 4. Distribución del material fino según granulometría. Fuente: Propia, 2018

Pasa tamiz #200

Donde:

M1: masa seca después del cuarteo → 470,6 g

M2: masa seca después del lavado → 367,1 g

Page 27: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

27

M1- M2 = 470,6 – 367,1 =103,5 g

Pasa #200 total = 103,5 + 0,2 = 103,7 → 4,3%

Se perdió = 470,6 – 464, 2 = 6.4 g

Error permitido: Se halla multiplicando el total del material utilizado por 0.3 y dividiéndolo

en 100.

E.P = 470,6 g * 0,3/100 = 1.4118 g

Error presentado: 470,6 – 464,2 = 6,4 g

Módulo de finura: ∑ % 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑡𝑎𝑚𝑖𝑧 #4

𝑡𝑎𝑚𝑖𝑧#100

100

Módulo de finura: 254.191

100 = 2.54

Page 28: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

28

Ajuste granulométrico

TABLA. GRANULOMETRÍA AGREGADOS. (Sin ajuste)

Tamiz Abertura

(mm)

Masa Retenida

(g) % Retenido

% Retenido Acumulado

% Pasa

1 1/2" 37,5 0 0 0 100

1" 25,00 315,5 5,561 5,5608432 94,439

3/4" 19,00 1552,5 27,364 32,92 67,076

1/2" 12,50 1995,5 35,172 68,10 31,904

3/8" 9,50 905,5 15,960 84,06 15,944

#4 4,75 495,5 8,733 92,79 7,211

#8 2,36 16,5 0,291 93,08 6,920

#16 1,18 76,1 1,341 94,42 5,578

#30 0,60 96,9 1,708 96,13 3,871

#50 0,30 68,8 1,213 97,34 2,658

#100 0,15 39,8 0,701 98,04 1,956

#200 0,075 8,3 0,146 98,19 1,810

Pasa #200 N/A 102,7 1,810 100,00 0,000

Gráfica 2. Curva granulométrica agregado fino. Fuente: Propia,2021

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

110.00

0.010.1110

% P

asa

Abertura (mm)

Curva Granulométrica Agregado Fino del Río Vichada. (Cumaribo, Vichada)

Granulometría de Agregado Fino.

Límite Ideal Mínimo. NTC 174

Límite Ideal Máximo. NTC 174

Page 29: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

29

5673,6 100,000

Tabla 5. Granulometría real del agregado. Fuente: Propia,2018

TABLA. GRANULOMETRÍA AJUSTADA.

Tamiz Abertura

(mm) % Pasa % Retenido.

3/4" 19,00 71,18 28,82

1/2" 12,50 57,74 13,45

3/8" 9,50 50,33 7,40

#4 4,75 35,59 14,74

#8 2,36 25,09 10,50

#16 1,18 17,74 7,35

#30 0,60 12,65 5,09

#50 0,30 8,94 3,70

#100 0,15 6,32 2,62

#200 0,075 4,47 1,85

Fondo 6,28

Tabla 6. Granulometría del agregado ajustada. Fuente: Propia, 2021

Page 30: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

30

Análisis de Resultados

En cuanto a la precisión y % de error se debe tener en cuenta la siguiente tabla.

Porcentaje total del

material que pasa

Desviación

estándar (1s) %A

Intervalo

aceptable de dos

resultados (d2s) A

%

Agregado grueso B

Precisión de un

mismo operador <100 >=95 0,32 0,9

<95 >=85 0,81 2,3

<85 >=80 1,64 3,8

<80 >=60 2,25 6,4

<60 >=20 1,32 3,7

<20 >=15 0,96 2,7

<15 >=10 1 2,8

<10 >=5 0,75 2,1

<5 >=2 0,53 1,5

<2 >=0 0,27 0,8

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

110.00

0.010.101.0010.00100.00

% P

asa

Abertura (mm)

Curva Granulométrica de Agregados - Real Vs. Ajustada

Real

Ajustada

Gráfica 3. Ajuste granulométrico de los agregados. Fuente: Propia, 2021

Page 31: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

31

Agregado fino

Agregados finos

precisión de un

mismo operador

<100 >=95 0,26 0,7

<95 >=60 0,55 1,6

<60 >=20 0,83 2,4

<20 >=15 0,54 1,5

<15 >=10 0,36 1

<10 >=2 0,37 1,1

<2 >=0 0,14 0,4

Tabla 7. Precisión del ensayo. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana- NTC 77, 2018)

Gradación del agregado fino.

RANGOS DE GRANULOMETRÍA IDEAL PARA

AGREGADO FINO. (NTC 174)

Tamiz Abertura(mm) %Pasa

3/8" 9,50 100 100

#4 4,75 95 100

#8 2,36 80 100

#16 1,18 50 85

#30 0,60 25 60

#50 0,30 5 30

#100 0,15 0 10

#200 0,08 0 3

(Considere A. y B.)

A: Para concretos que no está sometidos a abrasión, el límite para el porcentaje que pasa

por el tamiz #200 es, máximo, 5%.

B: Para el agregado fino obtenido por trituración, si el material más fino que el tamiz #200

consiste en polvo de trituración, esencialmente libre de arcillas o esquistos, este límite debe ser

5%, máximo, para concretos sometidos

Tabla 8. Rangos agregado fino. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana, NTC 174, 2018)

Page 32: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

32

Gradación del agregado grueso.

Tabla 9. Rangos de granulometría para agregado grueso. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana, NTC 174, 2018)

De acuerdo con la gradación establecida en la NTC 174, el número del tamaño del

agregado es 67 (19 mm a 4,75 mm), y la distribución granulométrica deberá estar comprendida

así:

RANGOS DE GRANULOMETRÍA IDEAL PARA

AGREGADO GRUESO, 67. (NTC 174)

Tamiz Abertura (mm) % Pasa

1" 25,00 100 100

3/4" 19,00 90 100

3/8" 9,50 20 55

#4 4,75 0 10

#8 2,36 0 5

Page 33: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

33

No. Del

Tamaño

Del

Agregado

Tamaño

Nominal

(Tamices

De

Abertura

Cuadrada)

Material Que Pasa Uno De Los Siguientes Tamices (Porcentaje En Masa)

100

mm

90

mm

75

mm

63

mm

50

mm

37,5

mm

25,0

mm

19,0

mm

12,5

mm

9,5

mm

4,5

mm

2,36

mm

1,18

mm

300

µm

6 19,9 mm a

9,5 mm / / / / / / 100

90 a

100

20 a

55 0 a 15 0 a 5 / / /

67

19,0 mm a

4,75 mm

(No.4)

/ / / / / / 100 90 a

100 /

20 a

55

0 a

10 0 a 5 / /

7

12,5 mm a

4,75 mm

(No. 4)

/ / / / / / / / 90 a

100

40 a

70

0 a

15 0 a 5 / /

8

9,5 mm a

2,36 mm

(No. 8)

/ / / / / / / / 100 85 a

100

10 a

30 0 a 10 0 a 5 /

89

9,5 mm a

1,18 mm

(No. 16)

/ / / / / / / / 100 90 a

100

20 a

55 5 a 30 0 a 10 0 a 5

Tabla 10. Material que pasa los tamices en masa. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana, NTC 174, 2018)

Page 34: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

34

Capítulo 4: Método de ensayo para determinar la resistencia al desgaste por

abrasión e Impacto de agregados gruesos menor de 37,5 mm, utilizando la máquina de los

ángeles. (NTC 98)

El objeto de esta norma es observar el desgaste que tiene el agregado grueso menor de 37,5

mm (1 ½”) a través de la máquina de los ángeles. Este desgaste ocurre cuando se combina abrasión,

desgaste, impacto y trituración en una máquina de forma cilíndrica que en su interior contiene un

número determinado y variable de esferas en acero, a medida que rota dicho cilindro (el número

de vueltas o rotaciones es determinado según el tamaño del agregado) una bandeja recoge las

partículas desgastadas hasta que el ciclo termine. Posteriormente se extrae el contenido del cilindro

y se tamiza para saber qué porcentaje del agregado se desgasto.

Equipos

• Máquina de los ángeles

• Balanza

• Tamices (1 ½”,1”, ¾, 1/2”, 3/8, 1/4, #4)

• Bandeja

Procedimiento

Para este ensayo nos basaremos en la granulometría del agregado grueso, según

corresponda así mismo será la cantidad de esferas que se incorporaran a la máquina de los ángeles.

Page 35: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

35

Tamaño del tamiz (aberturas cuadradas) Masa de los tamaños indicados, g

Pasa Retenido en Granulometría

A B C D

37,5 mm ( 1 1/2 de pulgada) 25,0 mm (1 pulgada) 1250 +-

25

25,0 mm (1 pulgada) 19,0 mm (3/4 de

pulgada)

1250 +-

25

19,0 mm (3/4 de pulgada) 12,5 mm (1/2 de

pulgada)

1250 +-

10

2500+-

10

12,5 mm (1/2 de pulgada) 9,5 mm (3/8 de

pulgada)

1250 +-

10

2500+-

10

9,5 mm (3/8 de pulgada) 6,3 mm (1/4 de

pulgada) ---

2500+-

10

6,3 mm (1/4 de pulgada) 4,75 mm (No. 4) --- 2500+-

10

4,75 mm (No. 4) 2,36 mm (No. 8) --- 5000 +-

10

Total 5000 +-

10

5000 +-

10

5000 +-

10

5000 +-

10

Granulometría Numero de esferas Masa de la carga

A 12 5000 +- 25

B 11 4584 +- 25

C 8 3330 +- 20

D 6 2500 +- 15

Tabla 12. Granulometría de las muestras para ensayo. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana-NTC 98, 2019)

Tabla 11. Número de esferas según granulometría. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana-NTC 98, 2019)

Page 36: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

36

Se selecciona el material de ensayo siendo la muestra mayor a la requerida, se seca en

horno o estufa y se realiza el cuarteo para obtener una masa dentro del rango establecido por la

tabla.

Se carga la máquina de los ángeles con el material, se hace rotar a una velocidad de 30 rpm

- 33 rpm y con un número de 500 vueltas.

Figura 11. Carga de la máquina de los ángeles. Fuente: Propia,2018

Figura 9. Cuarteo de material.

Fuente: Propia,2021 Figura 10. Selección de material

grueso para máquina de los ángeles.

Fuente: Propia,2021

Page 37: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

37

Una vez realizado el proceso en máquina, se pasa el material recogido en la bandeja por el

tamiz #12, el material grueso que se extrae de la máquina se lava para quitar cualquier residuo y

se seca en horno a 110 °C ± 5 °C hasta obtener una masa constante.

Si se quiere observar la uniformidad de la muestra, cuando se terminen las 500 vueltas se

puede programar 100 vueltas más. Y se finaliza con 400 vueltas para obtener el resultado final sin

realizar perdida de material en el proceso.

Cálculo

Obtenemos la perdida restando la masa inicial con la masa final de agregado grueso

después del proceso de secado, el resultado se debe dar en porcentaje (porcentaje de perdida).

Masa original – Masa final.

5000 g – 3435.4 g = 1564,4 g perdida de material

1564,4∗100

5000= 31,29 % porcentaje de perdida

Figura 12. Masa del material después de ensayo. Fuente: Propia,2021

Page 38: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

38

Capítulo 5: Método de ensayo para determinar la densidad y la absorción del

agregado grueso (NTC 176)

El objeto de esta norma es hallar la densidad (densidad aparente, densidad aparente

saturada y superficialmente seca o densidad nominal) y la absorción del agregado grueso. Se debe

humedecer con agua el material por 24 horas aproximadamente para hallar estos valores. La

densidad se refiere a la masa por unidad de volumen; esta puede ser nominal o aparente, es decir,

dependerá de la forma en la que se tome el volumen del cuerpo, si se toma de forma externa será

densidad aparente, pero si a esta le quitamos su porosidad saturable se convierte en densidad

nominal.

Este método consiste en humedecer el material desde el día anterior en un lapso de 24 horas

para hacer que los poros se saturen. Se retira el agua, se secan superficialmente las partículas y se

determina la masa. Se sumerge en agua nuevamente y se seca en el horno para determinar su masa

por última vez.

Equipos

• Balanza

• Secador

• Tamiz #4

• Recipiente de muestra

• Tanque de agua

• Canastilla metálica

• Dispositivo de suspensión

Page 39: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

39

Procedimiento

Se incorporan las diferentes partículas y se desecha toda material que pase por el tamiz #4,

se realiza el cuarteo obteniendo una cantidad que no sea inferior a la mínima establecida para

realizar el ensayo.

Tamaño

nominal, mm

Masa mínima de la

muestra de ensayo,

Kg

12,5 o menos 2

19 3

25 4

37,5 5

50 8

63 12

75 18

90 25

100 40

112 50

125 75

150 125

Tabla 13. Masa mínima para la muestra. Fuente: (Norma Tecnica Colombia-NTC 176, 2019)

Figura 13. Selección e incorporación del agregado.

Fuente: Propia,2018

Page 40: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

40

Se seca la muestra en estufa hasta obtener una masa constante y se deja enfriar a

temperatura ambiente hasta ser manipulable, posteriormente se sumerge 24h en agua a temperatura

ambiente (si el material se encuentra en estado natural se puede evitar el paso de secado). Si el

material en estado natural permanece húmedo en su totalidad se puede eliminar también sumergirlo

en agua.

Con una toalla o paño absorbente se secan las partículas superficialmente, eliminando los

rastros de agua. También nos podemos ayudar con un generador de aire (secador o ventilador

manual) y se determina la masa de la muestra superficialmente seca.

Figura 14. Secado de material en estufa. Fuente: Propia,2021

Page 41: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

41

Posterior a esto, se dispone el agregado en la canastilla metálica y se determina la masa

sumergida verificando que no entre aire en ella, haciendo movimientos a la canastilla para eliminar

los vacíos de aire, la temperatura del agua debe ser 23° C.

Una vez determinada la masa de la muestra superficialmente seca y la masa sumergida, se

seca la muestra en horno a 110° C, hasta que la masa sea constante. Se deja reposar y se registra

la masa de la muestra seca.

Cálculos

Densidad aparente:

𝐃𝐬 𝐁𝐮𝐥𝐤 =𝟎. 𝟗𝟗𝟕𝟓 ∗ 𝐀

𝐁 − 𝐂

Donde:

A = Masa en el aire de la muestra de ensayo secada al horno, g.

B = Masa en el aire de la muestra saturada y superficialmente seca, g.

Figura 15. Material sumergido en la malla metálica. Fuente: Propia,2021

Page 42: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

42

C = Masa en el agua de la muestra de ensayo saturada, g.

𝐃𝐬 𝐁𝐮𝐥𝐤 =𝟎. 𝟗𝟗𝟕𝟓 ∗ 𝟓𝟑𝟎𝟒 𝐠

𝟔𝟕𝟔𝟎 𝐠 − 𝟑𝟐𝟒𝟗 𝐠= 𝟏, 𝟓𝟎𝟔𝟗𝟎𝟒𝟎𝟏𝟔 𝐠/𝐜𝐦^𝟑

Densidad:

𝐃𝐬 𝐚𝐩𝐚𝐫𝐞𝐧𝐭𝐞(𝐬𝐚𝐭𝐮𝐫𝐚𝐝𝐨 − 𝐩𝐚𝐫𝐜𝐢𝐚𝐥𝐦𝐞𝐧𝐭𝐞 − 𝐬𝐞𝐜𝐨) = 𝟎. 𝟗𝟗𝟕𝟓 ∗ 𝐁/(𝐁 − 𝐂)

B = Masa en el aire de la muestra saturada y superficialmente seca, g.

C = Masa en el agua de la muestra de ensayo saturada, g.

Ds aparente(saturado − parcialmente − seco) = 0.9975 ∗ 6760 g /(6760 g − 3249 g )

= 1.920563942 g/cm^3

Densidad nominal:

𝐃𝐬 𝐧𝐨𝐦𝐢𝐧𝐚𝐥 = 𝟎. 𝟗𝟗𝟕𝟓 ∗ 𝐀/(𝐀 − 𝐂 )

A = Masa en el aire de la muestra de ensayo secada al horno, g.

C = Masa en el agua de la muestra de ensayo saturada, g.

𝐃𝐬 𝐧𝐨𝐦𝐢𝐧𝐚𝐥 = 𝟎. 𝟗𝟗𝟕𝟓 ∗ 𝟓𝟑𝟎𝟒 𝐠/(𝟓𝟑𝟎𝟒 𝐠 − 𝟑𝟐𝟒𝟗 𝐠 ) = 𝟐. 𝟓𝟕𝟒𝟓𝟔𝟗𝟑𝟒𝟑 𝐠/𝐜𝐦^𝟑

Absorción:

Absorción % = [(𝐵 − 𝐴)/𝐴] ∗ 100

A = Masa en el aire de la muestra de ensayo secada al horno, g.

B = Masa en el aire de la muestra saturada y superficialmente seca, g.

Page 43: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

43

𝐀𝐛𝐬𝐨𝐫𝐜𝐢ó𝐧 % = [(𝟔𝟕𝟔𝟎 𝐠 − 𝟓𝟑𝟎𝟒 𝐠)/𝟓𝟑𝟎𝟒 𝐠] ∗ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟐𝟕𝟒𝟓𝟎𝟗𝟖𝟎𝟑𝟗 %

Nota: Se debe anotar en el informe si el agregado no se secó antes de calcular los

valores de densidad y absorción.

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44

Capítulo 6: Método para determinar la densidad y absorción del agregado fino

(NTC 237)

El objeto de esta norma es encontrar la densidad (aparente y nominal) y absorción del

agregado fino después de sumergirlo en agua 24 horas.

Equipos y aparatos

• Balanza

• Picnómetro

• Molde

• Pisón

• Termómetro

• Estufa

Procedimiento

Se selecciona aproximadamente 1 kg de material fino a través del método de cuarteo y se

sumerge en agua (si el material está en su ambiente natural no se debe secar) por 24 horas. Cuando

este plazo se cumpla se verte el agua asegurándose de que no se pierdan finos en el proceso, se

seca la muestra esparciendo el agregado sobre una superficie plana moviéndolo constantemente

para que este se seque de manera superficial, cuando se crea que la muestra este superficialmente

seca y saturada se procede hacer el ensayo de cono para la humedad superficial.

Figura 17. Molde y pisón.

Fuente: Propia.2021 Figura 16. Picnómetro.

Fuente: Propia,2021

Figura 18. Método de cuarteo en agregado fino. Fuente: Propia, 2021

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45

Figura 22. Humedad correcta e incorrecta de la muestra. Fuente Propia, 2021

Se coloca el molde sobre una superficie plana como se muestra en la figura 18,

agregándole una porción del agregado fino medianamente seco sin apretarlo hasta

que este se rebose formando una copa con los dedos de la mano.

Se realizan 25 caídas leves del pisón confirmando que este se encuentre a 5 mm

sobre la superficie como se muestra en la imagen, asegurando que permanezca así

durante las caídas.

Una vez terminado lo descrito, se remueve la arena que se encuentra en la base y se levanta

lentamente el molde. Si la muestra queda con la misma forma del molde, aún hay presente

humedad, cuando se asienta levemente quiere decir que alcanzo la condición superficialmente

seca.

Una vez se compruebe que el material esta superficialmente seco y se eliminó su exceso

de humedad, se toma la masa del picnómetro vacío y el picnómetro con agua. Se procede agregar

500 gramos de agregado fino en el picnómetro vacío (se puede hacer con ayuda de un embudo

seco) y se llena hasta el 90% de su capacidad con agua.

Figura 19. Muestra agregada

en el molde. Fuente:

Propia,2021

Figura 21. Posición de las manos.

Fuente: Propia, 2021 Figura 20. Altura del pisón sobre la

muestra. Fuente: Propia, 2021

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Se gira, agita e invierte el picnómetro para eliminar todas las burbujas de aire y se baja o

sube la temperatura hasta alcanzar los 23° C en una corriente de agua o aire. Finalmente se registra

la masa del picnómetro con la muestra y el agua.

Cálculos

Masas calculadas:

𝐂 = 𝟎, 𝟗𝟗𝟕𝟓 𝑽𝒂 + 𝑺 + 𝑴

Figura 24. Agitar el picnómetro.

Fuente: Propia, 2021

Figura 23. Picnómetro con agua y picnómetro con el

agregado fino. Fuente: Propia,2021

Figura 25. Masa de la

muestra en el picnómetro.

Fuente: Propia, 2021

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47

Donde:

C = Masa del picnómetro con la muestra y el agua hasta la marcación de calibración,

gramos.

Va = Volumen del agua agregada al picnómetro, mililitros.

S = Masa de la muestra saturada y superficialmente seca.

M = Masa del picnómetro vacío.

𝐂 = (𝟎, 𝟗𝟗𝟕𝟓 ∗ 𝟑𝟔𝟖, 𝟖 𝐦𝐥) + 𝟓𝟐𝟎 𝐠 + 𝟏𝟓𝟏, 𝟐 𝐠 = 𝟏𝟎𝟑𝟗, 𝟎𝟕𝟖 𝐠

Densidad aparente:

Se calcula la densidad aparente a 23°C.

𝐃𝐬 𝐚𝐩𝐚𝐫𝐞𝐧𝐭𝐞 = 𝟎. 𝟗𝟗𝟕𝟓 ∗ (𝐀

𝐁 + 𝐒 − 𝐂)

Donde:

D = Densidad aparente, g/cm^3

A = Masa en el aire de la muestra secada en el horno, g.

B = Masa del picnómetro lleno con agua, g.

S = Masa de la muestra saturada y superficialmente seca.

C = Masa del picnómetro con la muestra y el agua hasta la marca de calibración, g.

𝐃𝐬 𝐚𝐩𝐚𝐫𝐞𝐧𝐭𝐞 = 𝟎, 𝟗𝟗𝟕𝟓 ∗ (𝟒𝟖𝟔,𝟕𝐠

𝟓𝟐𝟎 𝐠 + 𝟓𝟎𝟎 𝐠 + 𝟏𝟎𝟑𝟗,𝟎𝟕𝟖 𝐠 ) = 0.2358 g/cm^3

Page 48: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

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Densidad nominal:

𝐃𝐬 𝐧𝐨𝐦𝐢𝐧𝐚𝐥 = 𝟎, 𝟗𝟗𝟕𝟓 ∗ 𝐀/(𝐁 + 𝐀 − 𝐂)

A = Masa en el aire de la muestra secada en el horno, g.

B = Masa del picnómetro lleno con agua, g.

C = Masa del picnómetro con la muestra y el agua hasta la marca de calibración, g.

𝐃𝐬 𝐧𝐨𝐦𝐢𝐧𝐚𝐥 = 𝟎. 𝟗𝟗𝟕𝟓 ∗𝟒𝟖𝟔,𝟕 𝐠

(𝟓𝟐𝟎 𝐠+𝟒𝟖𝟔,𝟕−𝟏𝟎𝟑𝟗,𝟎𝟕𝟖 𝐠) = 0.2373 g/cm^3

Absorción:

𝐀𝐛𝐬𝐨𝐫𝐜𝐢ó𝐧 % = [(𝐒 − 𝐀)

𝐀] ∗ 𝟏𝟎𝟎

A = Masa en el aire de la muestra secada en el horno, g.

S = Masa de la muestra saturada y superficialmente seca.

𝐀𝐛𝐬𝐨𝐫𝐜𝐢ó𝐧 % = [(𝟓𝟎𝟎 𝐠 − 𝟒𝟖𝟔, 𝟕 𝐠)

𝟒𝟖𝟔, 𝟕 𝐠] ∗ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟐, 𝟕𝟑%

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Capítulo 7: Método de ensayo para determinar las impurezas orgánicas en agregado

fino para concreto (NTC 127)

El objetivo de esta norma es hallar las impurezas orgánicas que se encuentran en el

agregado fino. Y que pueden llegar a ser perjudiciales al momento de usar en concreto o mortero.

Dichas impurezas se observan cuando, a través del ensayo, se obtiene un color más oscuro que la

solución de color estándar.

Aparatos y equipos

• Botella de vidrio de 350 ml o 470 ml (recomendable sin etiquetas con tapa

hermética o no soluble en los reactivos a utilizar)

• Vidrio de color estándar

• Probeta

• Embudo

Reactivos

• Reactivo de solución de hidróxido de sodio al 3% (Se disuelven 3 partes por peso

de hidróxido de sodio (NaOH) en 97 partes de agua.)

• Solución de color estándar (Se disuelve reactivo de bicromato de potasio

(K2Cr2O7) en ácido sulfúrico concentrado en una proporción de 0,250 g/100 ml de

ácido)

Procedimiento

Se divide la botella en 3 partes con ayuda de una probeta de la siguiente manera:

• Agregado fino: 130 ml

• Solución del color estándar: 75 ml

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• Solución NaOH: 200ml

Una vez seleccionado y secado el material se realiza el procedimiento de cuarteo, que es

básicamente hacer un círculo, simulando un pastel redondo con el material en un lugar donde no

haya perdida del mismo; una vez apilado el material, con una pala o espátula se divide en 4 el

circulo y se toman los extremos contrarios, es decir formando una diagonal, siendo el resultante la

muestra mínima requerida, 450 g.

Se toma el agregado fino y se agrega con ayuda de un embudo hasta donde marcamos en

la botella (135 ml), luego se vierte la solución de hidróxido de sodio hasta que el volumen de las

2 partes sea 200 ml (marcado en la botella) después de agitarse. Se agita fuertemente y se deja en

reposo durante 24 h donde no de la luz solar.

Figura 26. Masa mínima requerida para

el ensayo. Fuente: Propia,2021. Figura 27. Cuarteo.

Fuente: Propia,2021

Figura 28. Ilustración división botella. Fuente: Propia, 2021

Page 51: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

51

Se prepara la solución de color estándar 2 horas antes de que se cumplan las 24 horas y se

vierte hasta los 75 ml que se marcaron en la botella una vez pase el tiempo restante. Después se

compara el color del líquido con la muestra de ensayo poniendo una al lado la otra y se tiene en

cuenta la tabla. Si se tiene la placa de vidrios de color para la comparación no es necesario preparar

la solución, ya que se puede realizar por estos 2 métodos.

Color Gardner estándar No. Placa orgánica No.

5 1

8 2

11 3 (estándar)

14 4

16 5

Análisis e interpretación de resultados

El color del líquido sobrenadante no debe ser más oscuro que el de la solución de color

estándar (color Gardner estándar No.11), en caso de ser así, debe someterse el agregado fino a

otros ensayos porque quiere decir que en sus compuestos orgánicos hay material perjudicial para

el concreto.

Tabla 14. Escala colorimétrica de Gardner. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana- NTC 127, 2000)

Figura 29. Análisis de colorimetría. Fuente: Propia,2021

Page 52: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

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Para este ensayo de laboratorio el resultado del color fue el número 11 (3 (estándar)), nos

da como resultado que el agregado fino contiene compuestos orgánicos perjudiciales por ende se

debe someter a otros ensayos.

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Capítulo 8: Valor de azul de metileno en agregados finos (I.N.V E-235-13)

Esta norma tiene por objeto el hallar el valor de azul de metileno en el material que pasa

por el tamiz #4 de agregado fino.

El ensayo se basa en agregar unas dosis de azul de metileno en el material que se encuentra

en suspensión con agua. Posterior a cada dosis aplicada al material se verifica la absorción de la

solución por medio de papel filtro. Cuando se cerciore la presencia de colorante libre se calcula el

azul de metileno en gramos de colorante absorbido por kilogramos de la fracción granulométrica

ensayada. Esto con el fin de saber la cantidad de arcilla nociva en el agregado fino que son

directamente proporcionales, a mayor valor, mayor será la presencia de arcilla.

Aparatos y equipo

• Bureta

• Papel filtro

• Varilla de vidrio

• Agitador de paletas

• Balanza

• Cronometro

• Agua destilada

• Horno/ estufa

Procedimiento

Se realiza cuarteo con la muestra de agregado fino seleccionada, la masa mínima debe ser

200 g que pase por el tamiz #4.

Page 54: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

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Se vierte medio litro de agua destilada (500 ml) en un vaso de precipitado junto con la

muestra de ensayo seleccionada y previamente pesada.

Se vierte la mezcla en la bureta, se ajusta el agitador a 600 rpm, se colocan las paletas a 10

mm del fondo y se pone en marcha por 5 minutos.

Figura 30. Cuarteo de material. Fuente: Propia, 2018

Figura 31. Agua destilada en vaso precipitado. Fuente. Propia,2018

Figura 32. Agitador mecánico con la mezcla de agregado. Fuente: Propia, 2021

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Al finalizar el tiempo se añade 5 ml de solución de azul de metileno, se vuelve agitar la

mezcla esta vez a 400 rpm por 1 minuto mínimo y luego se procede hacer la prueba de coloración

sobre el papel filtro, el cual debe estar sobre una superficie que no afecte el resultado.

El resultado es positivo si se forma una aureola de color azul claro de aproximadamente 1

mm y no se desvanezca al cabo de 5 minutos.

Si el resultado es negativo, se agregan 5 ml, se agita por 1 minuto y nuevamente se verifica

la coloración, así se repite hasta que la aureola sea positiva, si después de repetirlo 4 veces más

sigue sin verse dicha aureola, se realiza la prueba de coloración en lapsos de 1 minuto sin agregar

más colorante, pero agitando. Por último, se toma nota de los mililitros (volumen) de solución

añadidos para dar el resultado positivo de la aureola.

Figura 34. Demostración grafica de resultado correcto e incorrecto en el ensayo. Fuente. Propia.2021

Figura 33. Azul de metilo agregado al agitador mientras se mezcla 400 rpm. Fuente: Propia,2021

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Cálculos

Para calcular el valor de azul de metileno manifestado en gramos de colorante por

kilogramo del material fino utilizado se utiliza la siguiente formula:

𝐕𝐀 = 𝐕𝟏

𝐌𝟏𝐱𝟏𝟎

M1 = Masa de la muestra de ensayo, en g.

V1 = Volumen total añadido de la solución colorante, en ml.

Ejemplo: La masa utilizada en un ensayo fue 514,6 g y al utilizar el azul de metileno se

realizó 9 veces el ensayo cada uno con 5 ml del mismo; es decir, se utilizaron 45 ml de azul de

metileno.

𝐕𝐀 =𝟒𝟓 𝐦𝐥

𝟓𝟏𝟒, 𝟔 𝐠= 𝟎, 𝟖𝟔 𝐦𝐥/𝐠

El factor 10 de las expresiones anteriores, es el factor de conversión entre el volumen de la

solución colorante empleada y la masa del colorante absorbida por kilogramo, de la fracción

granulométrica ensayada.

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Capítulo 9: Equivalente de arena en suelos y agregados finos (INV E 133-13)

Mediante este ensayo, podemos determinar la disposición y magnitud de polvo, arcilla o

finos plásticos presentes en el agregado fino (material que pasa por el tamiz #4 o 4.75 mm). Los

suelos granulares y agregados finos son mezclas de arena y partículas gruesas deseables, por eso

el termino de equivalente de arena.

Una muestra de agregado fino y una pequeña cantidad de solución floculante se vierten en

un cilindro grande, se agita vigorosamente para que las partículas de arena pierdan cobertura de

material arcillosa o similar. Después se rocía con la solución floculante para obligar a las partículas

arcillosas a quedar en suspensión sobre la arena. Una vez sedimentado se determinan las alturas

del material arcilloso y la arena en el cilindro, esta diferencia de alturas expresada en porcentaje

es lo que llamamos equivalente de arena. Así podemos determinar en campo las variaciones de

calidad de los agregados durante su producción.

Aparatos y equipo

• Cilindro graduado de plástico transparente

• Tapón macizo

• Tubo irrigador

• Solución stock

• 2 botellones

• Dispositivo para tomar lecturas

• Embudo

• Cilindro para medir espécimen

• Balanza

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Procedimiento

Se tamiza el material (seco) por el tamiz #4, se realiza el cuarteo de tal manera que al tomar

los extremos la masa mínima sea 1500 g.

Se llenan los cilindros grandes de plástico hasta 101.6 – 104 mm. Se humedece el material para

evitar la pérdida de finos, se toma el espécimen con el cilindro de 57mm y 8.5 ml y se vierte con

ayuda de un embudo en el cilindro grande de plástico.

Figura 35. Cuarteo. Fuente: Propia,2021

Figura 37. Cilindros con agua hasta lo

solicitado en la norma. Fuente: Propia, 2021 Figura 36. Espécimen de cilindro con la muestra.

Fuente: Propia,2021

Figura 39. Muestra agregada a través de un embudo en el

cilindro. Fuente: Propia, 2021.

Figura 38. Total, de muestras agregadas a los cilindros. Fuente.

Propia, 2021.

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Después, se golpea en el fondo con la mano para liberar las burbujas y humedecer todo el

material, se dejan los cilindros en reposo por 10 minutos.

Luego, se tapan los cilindros y de manera horizontal se agita para aflojar el material del

fondo de tal modo que solo se mueva el antebrazo hasta completar 90 ciclos (un vaivén completo)

en 30 segundos.

Se pone el cilindro de manera vertical nuevamente, se irriga los bordes de las paredes donde

se encuentre material, se llena hasta 381 mm (se debe tener en cuenta la salida del tubo irrigador)

y se deja en reposo durante 20 minutos, se toma a partir de la salida del tubo.

Figura 40. Golpes por debajo del cilindro. Fuentes: Propia,2021.

Figura 41. Agitación manual de los cilindros. Fuente: Propia, 2021.

Figura 42. Irrigación de las paredes de los cilindros. Fuente: Propia, 2021

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60

Para determinar la lectura de arcilla se toma la lectura de la parte superior, suspensión

arcillosa, si aún no aparece a los 20 minutos se deja sin ser movida hasta que se visible, si excede

los 30 minutos se debe repetir el ensayo.

En cuanto a la de arena, se introduce el disco para toma de lecturas suavemente sin que

este toque el fondo del cilindro, solo la arena; cuando se asenté en ella se inclinara un poco para

tomar la lectura restándole a esta 254 mm.

Figura 44. Toma de lectura de arena con el disco. Fuente: Propia, 2021

Figura 43. Toma de lectura de arcilla. Fuente: Propia, 2021

Page 61: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

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Cálculos

Este cálculo se realiza con aproximación a la decima

EA = lectura de arena

lectura de arcilla ∗ 100

EA = 14,3

1,18∗ 100 = 1211,86 pulgadas

EA = 14,3

1,3∗ 100 = 1100 pulgadas

EA = 14,5

0,91∗ 100 = 1593,4 pulgadas

EA = 14,4

0,85∗ 100 = 1684,11 pulgadas

Promedio de equivalencia

P =1211,86 + 1100 + 1593,4 + 1684,11

4= 1397,3425

Page 62: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

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Capítulo 10: Método de ensayo para determinar el porcentaje de terrones de arcilla

y partículas deleznables en los agregados NTC 589

Este ensayo tiene como fin determinar los terrones de arcilla y partículas deleznables para

así saber cuál es la aceptabilidad de los agregados según la NTC 174.

Aparatos y equipo

• Balanza

• Tamices

• Recipiente

• Horno o estufa

• Agua destilada

Procedimiento

Por medio del cuarteo se selecciona el material grueso y fino, el fino debe ser superior al

material que pasa por el tamiz 1,18 mm y el grueso debe estar separado en diferentes tamaños 4,75

mm, 9,5 mm, 19,0 mm, y 37,5 mm. Y su masa será de acuerdo a la siguiente tabla:

Tamaño de partículas que conforman muestras

de ensayo Masa de la muestra de ensayo (g)

4,75 mm a 9,5 mm 1000

9,5 mm a 19,0 mm 2000

19,0 mm a 37,5 mm 3000

Mayor que 37,5 mm 5000

Tabla 15. Masa para la muestra agregado grueso. Fuente: (Norma Tecnica Colombiana-NTC

589, 2000)

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Se determina la masa exactamente y se sumerge el material por 24 horas en agua destilada.

Posterior a esto, usando el dedo índice y el dedo pulgar, se aprietan las partículas individualmente

para romperlas en tamaños más pequeños, sin hacer uso de las uñas ni rosarlas entre ellas.

Se clasifica como terrón de arcilla o partícula deleznable toda aquella que se pudo romper

con los dedos dando como resultados finos que se pueden remover mediante tamizado húmedo.

Figura 45. Cuarteo de material a ensayar. Fuente: Propia,2021

Figura 46. Técnica para romper las partículas después de estar 24 horas sumergida. Fuente: Propia, 2021

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El tamizado se realiza con flujo de agua presente mientras se agita, una vez verificado que

no pasa más material se dispone de la muestra en el horno para ser secada, cuando se enfríe se

determina la masa.

Cálculos

El cálculo para terrones de arcilla o partículas deleznables para agregado fino o grueso se

realiza así:

Agregado fino:

𝐏 =(𝐌 − 𝐑)

𝑴∗ 𝟏𝟎𝟎

Donde:

P = Porcentaje de terrones de arcilla y partículas deleznables.

M = Masa de muestra de ensayo.

R = Masa de partículas retenidas en el tamiz designado.

𝐏 =(𝟗𝟓 𝐠 − 𝟗𝟐, 𝟒 𝐠)

𝟗𝟓 𝐠∗ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟐, 𝟕𝟑 %

Tamaño de partículas que conforman la

muestra Tamaño del tamiz

Agregado fino (retenido sobre tamiz 1,18 mm) 850 µm

4,75 mm a 9,5 mm 2,36 mm

9,5 mm a 19,0 mm 4,75 mm

19,0 mm a 37,5 mm 4,75 mm

Mayor que 37,5 mm 4,75 mm

Tabla 16. Tamaño de tamices para la remoción de terrones de arcilla y partículas deleznables. Fuente: (Norma

Tecnica Colombiana-NTC 589, 2000)

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Agregado grueso

𝐏 =(𝐌 − 𝐑)

𝑴∗ 𝟏𝟎𝟎

Donde:

P = Porcentaje de terrones de arcilla y partículas deleznables.

M = Masa de muestra de ensayo.

R = Masa de partículas retenidas en el tamiz designado.

𝐏 =(𝟐𝟏𝟏𝟐, 𝟓 𝐠 − 𝟐𝟎𝟗𝟔, 𝟐 𝐠)

𝟐𝟏𝟏𝟐, 𝟓 𝐠∗ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟎, 𝟗𝟒 %

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Capítulo 11: Proporción de partículas planas, alargadas o planas y alargadas en

agregados gruesos (INV E-240-13)

En primera instancia esta norma reemplaza la norma anterior INVE-240-07 en ese orden

de ideas la presente expondrá y describirá la determinación del porcentaje de partículas planas,

alargadas o planas y alargadas, en un agregado grueso, para su método se calibran partículas

individuales de agregado de una fracción de tamaño especifico, para puntualizar las relaciones de

ancho/espesor, largo/ancho o largo/espesor ya que las partículas planas o alargadas de agregados

pueden afectar en usos de construcción; la compactación, la distribución, y el comportamiento en

servicio del material.

Equipo

• Dispositivo de calibración proporcional (Calibrador de alargamiento – Calibrador

de)

• Balanza

• Horno/estufa

Procedimiento

Se selecciona el agregado grueso por medio del método de cuarteo, estando este seco,

tomamos los extremos y como resultado obtenemos la masa mínima expuesta en la tabla según

corresponda:

Figura 47. Cuarteo de agregado grueso. Fuente: Propia, 2021

Page 67: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

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Tamaño máximo

nominal (tamices de

aberturas cuadradas)

Masa mínima para el

ensayo

mm pg. kg lb

9,5 3/8 1 2

12,5 1/2 2 4

19 3/4 5 11

25 1 10 22

37,5 1 1/2 15 33

50 2 20 44

63 2 1/2 335 77

75 3 60 130

90 3 1/2 100 220

100 4 150 330

112 4 1/2 200 440

125 5 300 660

150 6 500 1100

Se toman las partículas una por una por los diferentes calibradores de alargamiento y

aplanamiento.

Figura 48. Calibradores utilizados en el laboratorio. Fuente:

Propia, 2021

Tabla 17. Masa mínima de la muestra de ensayo. Fuente: (Instituto Nacional de Vias-INV E 240-13, 2013)

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Clasificándolas así mismo (alargadas y/o aplanadas), sino encaja en ninguno de los 2 serán

clasificadas como no alargadas o aplanadas, se puede determinar este porcentaje por conteo o

masa.

Cálculos

Se calcula el porcentaje de partículas para cada tamaño mayor del tamiz 9.5 mm (3/8) o

4.75 mm (#4) según se haya empleado.

Índice de aplanamiento:

|𝐀| =𝐦𝐢

𝐑𝐢𝐱𝟏𝟎𝟎

Donde:

Ri: Masa de la fracción di/Di, g.

Mi: masa de las partículas planas de la fracción di/Di, g.

Figura 50. Proceso de clasificación de

partículas aplanadas. Fuente: Propia, 2021. Figura 49. Clasificación de partículas

alargadas. Fuente: Propia, 2021

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3/4":

|A| =4

2181x100 = 0.1834

1”

|A| =5.04

5089x100 = 0.099

3/8”:

|A| =3.96

498x100 = 0.795

1/2":

|A| =3.94

1064.3x100 = 0.370

Índice de aplanamiento global

|𝐀| =𝐦𝟑

𝐦𝟏 𝐨 𝐦𝟐 𝐱𝟏𝟎𝟎

m1 o m2: masa total de la muestra empleada en la determinación del índice de

aplanamiento, g.

m3: Masa de todas las partículas que pasaron las barras de los tamices o las ranuras del

calibrador de aplanamiento, en g.

3/4":

|A| =2181

2000x100 = 109.05 g

1”:

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|A| =5089

5000x100 = 101.78 g

3/8”:

|A| =498

500x100 = 99.6 g

1/2”:

|A| =1064.3

1000x100 = 106.43 g

Índice de alargamiento global:

𝐈𝐋 =𝐦𝟏𝟑

𝐦𝟏𝟏 𝐨 𝐦𝟏𝟐 𝐱𝟏𝟎𝟎

m11 o m12: masa total de la muestra empleada en la determinación del índice de

alargamiento, g.

m13: Masa de todas las partículas que pasaron las barras de los tamices o las ranuras del

calibrador de Alargamiento, en g.

3/4":

IL =2199.8

2000x100 = 109.99 g

1”:

IL =5090

5000x100 = 101.8 g

3/8”:

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IL =497.5

500x100 = 99.5 g

1/2”:

IL =1064.8

1000x100 = 106.48 g

Page 72: MANUAL PARA LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …

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Bibliografía

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Colombiano de Contrucción Sismo Resistente. Bogota: Asociación Colombiana de

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