Universidad Nacional de Ingeniería

Recinto Universitario Pedro Arauz Palacios

Facultad De Tecnología De la Construcción

Departamento de Construcción

Laboratorio de Materiales de Construcción

Titulo de la Práctica#1

Determinación de los pesos unitarios secos sueltos y secos compactos de los agregados.

Determinación del contenido de Humedad de los áridos.

Elaborado por: Carnet

Jackzuel Alexander Castro Roblero 2010-33427

Erick Rubén Bonilla Díaz 2010-33294 Carlos Eduardo Castillo Urbina 2010-

35097

Grupo:

IC-32D

Profesor de Teoría:

Ing. Silvia Lindo

Profesor de Practica:

Ing. Maritza Reyes

Fecha de Realización: Jueves, 10 de mayo del 2012

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Fecha de Entrega: Jueves, 17 - mayo - 2012

INDICE

1. Presentación 12. Índice 23. Introducción 34. Objetivos 45. Generalidades 56. Materiales y Equipo Utilizado 77. Procedimiento 78. Cálculos Matemáticos 10

1.1. Formulas a Utilizar 101.2. Tabla de Datos 111.3. Modelo de Calculo 121.4. Tabla de Resultados 15

9. Análisis e Interpretación de Resultados 161.1. Conclusiones 161.2. Recomendaciones 171.3. Bibliografía 18

10. Anexos 19

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INTRODUCCIÓN

El presente informe se realizó para presentar los resultados obtenidos en la primera práctica de Materiales de Construcción, la cual tiene como título “Determinación de los pesos unitarios secos sueltos y secos compactos de los agregados y Determinación del contenido de Humedad de los áridos.”. Esta fue realizada el Jueves, 10 de mayo del año en curso, de 8:00am -10:00 a.m., en el recinto universitario Pedro Arauz Palacios (RUPAP), específicamente en el laboratorio de materiales de Construcción.

El contenido de este informe presenta de una manera clara, precisa y detallada el procedimiento realizado durante la práctica, los cálculos obtenidos, para los pesos volumétricos, húmedos sueltos, secos sueltos, húmedos sueltos, secos sueltos, húmedos compactos, secos compactos, y su porcentaje de humedad.

Las Normas son necesarias para poder unificar criterios y de esta forma tener elementos de comparación, dentro de los más utilizados: la AASHTON (Asociación Americana de Carreteras Estatales y Transporte Oficial), la ASTM (Sociedad Americana de Ensayes de Materiales), las cuales consisten en 2 partes:

La primera parte consistió en la determinación de pesos unitarios de los agregados (Arena, Grava), en estado húmedo, primeramente suelto y luego compactado.

La segunda parte consistió en obtener pesos de las muestras húmedas de grado de arena en las taras, sometiéndolas a un proceso de secado en un horno por 24 horas a 110° C.

Esta práctica nos ayudó a interpretar y analizar el comportamiento de los agregados en las distintas condiciones físicas y mecánicas a las que se

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encuentran sometidas en el medio natural; y así poder saber la calidad del material o si es apto para un determinado uso de obras civiles.

OBJETIVO GENERAL

Analizar y conocer los pesos unitarios de los materiales (Arena y Grava) las cuales están sometidas las distintas condiciones naturales y poder aplicarlas a las normas y especificaciones estandarizadas en la construcción.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Analizar y aplicar el método de obtención de los pesos volumétricos secos sueltos (PVSS) y secos compactos (PVSC) a partir de los pesos volumétricos húmedos sueltos (PVHS) y húmedos compactos (PVHC).

Realizar el procedimiento de laboratorio adecuados para determinar el porcentaje de humedad en los agregados (arena y grava).

Interpretar los resultados obtenidos en la práctica con las normas o reglamentos nacionales de construcción.

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GENERALIDADES

Anteriormente las técnicas de la construcción han estado ligadas al desarrollo y el conocimiento de las habilidades del ser humano a través de un conjunto de reglamentos o especificaciones técnicas establecidas para controlar la calidad regulando los parámetros y procedimientos de ensaye en cuanto a sus propiedades y funciones que deben cumplir en la obra.

Ya que los materiales no controlados o estudiados pueden incidir en la pérdida de calidad en la obra o en un excesivo costo de la misma.

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011.

Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.

Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya que representan el 80-90% del peso total de concreto, por lo que son responsables de gran parte de las características del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.

Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son:

Por su Naturaleza:

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Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente, además los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino y hormigón (agregado global).

a. El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas.

b. El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

Por su Densidad:

Se pueden clasificar en agregados de peso especifico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos específicos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos pesos específicos son mayores a 2.75.

Por el Tamaño del Agregado:

Según su tamaño, los agregados para concreto son clasificados en:

Agregados finos (arenas) y

Agregados gruesos (piedras).

Dentro de sus propiedades están humedad, peso unitarios, gradación (granulometría), el tamaño nominal máximo, modulo de finura, sanidad (intemperismo), resistencia al desgaste, impurezas, forma y textura superficial de las partículas.

Según las normas estandarizadas, los agregados son aceptables si se encuentran dentro de los siguientes rangos:

Material PVSS PVSCGrava 1205-1800 1250-1900Arena 1200-1700 1400-1800

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Materiales Utilizados:

Agregado Grueso (Grava Agregado Fino (Arena)

Equipo Utilizado:

Balanza con precisión de 1.0 gr.

Varilla de Acero de 58pulg(16 mm) de diámetro, aproximadamente 24

pulgadas (600 mm) de longitud, con uno de sus extremos acabado en forma de bala.

Moldes o recipientes cilíndricos manejables y suficientemente rígidos para evitar su deformación.

Cucharon, Charolas, pala. Recipientes Volumétricos (Taras) resistentes al calor y de volumen

suficiente para contener la muestra. Horno que mantenga una temperatura constante de 110±5 °C

PROCEDIMIENTO

Inicialmente el instructor de la práctica, nos brindó las orientaciones e información necesarias para la realización de la misma. Para llevar acabo esta práctica, el instructor divide el grupo en dos equipos, los cuales uno trabaja con el agregado fino (arena) y el otro con los agregados gruesos (grava).

1) Se midió 3 veces el diámetro y las alturas de ambos moldes para la determinación del volumen de cada recipiente.

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2) Se seleccionó una muestra representativa de los agregados a ensayar (grava y arena). En el caso de la arena fue pasado por el tamiz #4.

3) Se pesó el molde vacío, correspondiente a cada agregado para obtener el Wmv.

Determinación del peso volumétrico húmedo suelto

Se depositaron los agregados en sus respectivos moldes apoyando el cucharon sobre el puño de la mano, tratando de mantener una caída libre constante del material.

Una vez lleno el molde de material de enrasó; en el caso de la grava fue enrasada con la mano y la arena se enrasó con la varilla punta de bala.

Se peso el molde con el material contenido en la balanza de precisión.

El procedimiento anterior se realiza 2 veces, para efectos de reducción de grandes diferencias en el peso volumétrico de las muestras.

Determinación del peso volumétrico húmedo compacto

En este caso se deposito el material (grava, arena) en sus respectivos moldes en tres capaz. Cada una de estas corresponde a 1/3 de la altura del molde, aplicando por cada capa del material 25 golpes distribuidas sobre la superficie de este, utilizando una varilla de acero punta de bala.

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Determinación del contenido de humedad de los agregados

Se tomaron las taras, cada una con su identificación. Luego se peso cada una de ellas en la balanza de precisión.

Se recogió una muestra de los agregados.

Se procede a pesar la muestra húmeda de los agregados contenidos en las taras.

Se colocaron las taras con sus respectivas muestras en el horno a una temperatura constante de 110 °C por un periodo de 24 horas.

De haber transcurrido las 24 horas de secado se retiro la muestra del horno y se dejo enfriar, hasta que este alcanzara la temperatura ambiente.

Se procedió a pesar la muestra seca más el recipiente.

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CÁLCULOS MATEMÁTICOS

Formulas a Utilizar

Volmaterial=π d2

4×h

Wmaterial=(Wms+r )−(W r)

PVhS= Pesodel Material enestado sueltoVolumen delMaterial

Wmaterial=(Wmc+r )−(W r)

PVhC= Pesodel Material enestadoCompactoVolumendel Material

%W=W Tmh−W Tms

W Tms−W Tv

×100

SimbologíaPVhS Peso Volumétrico Húmedo SueltoPVhC Peso Volumétrico Húmedo Compacto%W Porcentaje De HumedadW Tmh Peso De La Tara Mas El Material HúmedoW Tm Peso De la Tara Mas El MaterialW Tms Peso De La Tara Mas El Material SecoW r Peso Del RecipienteWms+r Peso Del Material Seco Mas El RecipienteWmc +r Peso Del Material Compacto Mas El

RecipienteW s Peso Del Material SueltoW c Peso Del Material CompactoW T Peso De La TaraW Tv Peso De La Tara En El Vacío

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PVSS Peso Volumétrico Seco SueltoPVSC Peso Volumétrico Seco Compacto

TABLA DE DATOS RECOLECTADOS

Arena

W r (Kg) W s(Kg) W c(Kg) W T (gr) W Tm (gr) W Tms (gr )Diámetro

(cm)Altura (cm)

2.180

6.165 6.81541.58 331.18 306.60

15.2 16.76.090 6.795 15.3 16.9

PSProm=6.1275 PCProm=6.80515.3 16.95

∅ Prom=15.26 H Prom=16.85

Grava

W r (Kg) W s(Kg) W c(Kg) W T (gr) W Tm (gr) W Tms (gr )Diámetro

(cm)Altura (cm)

5.690

21.163 22.64041.03 396.72 389.38

25.3 20.521.210 22.745 25.3 20.4

PSProm=21.1865 PCProm=22.692525.2 20.5

∅ Prom=25.26 H Prom=20.46

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MODELO DE CÁLCULO

Determinación Del Volumen Del Recipiente Para La Arena

Volmaterial=π d2

4×h

Volmaterial=π (0.1526)2

4× (0.1685 )=3.081×10−3m3

Wmaterial=(Wms+r )−(W r)

Wmaterial=(6.1275kg )−(2.180kg )=3.9475kg

PVhS= Pesodel Material enestado sueltoVolumen delMaterial

PVhS= 3.9475kg

3.081×10−3m3=1,281.240

kg

m3

Wmaterial=(Wmc+r )−(W r)

Wmaterial=(6.805kg )−(2.180kg )=4.625kg

PVhC= Pesodel Material enestadoCompactoVolumendel Material

PVhC= 4.625kg

3.081×10−3m3=1,501.13

kg

m3

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% De Humedad Para La Arena

%W=W Tmh−W Tms

W Tms−W Tv

×100

%W=(0.33118kg)−(0.3066 kg)(0.3066kg)−(0.04158kg)

×100

%W=9.27 %

Determinación Del Peso Volumétrico Seco Suelto Y Seco Compacto de la Arena

PVSS= PVhS

1+%W100

( kgm3

)

PVSS=1,281.240

kg

m3

1+ 9.27 %100

=1,172.54kgm3

PVSC= PVhC

1+%W100

( kgm3

)

PVSC=1,501.13

kg

m3

1+ 9.27%100

=1,373.78kgm3

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Determinación Del Volumen Del Recipiente Para La Grava

Volmaterial=π d2

4×h

Volmaterial=π (0.25666)2

4× (0.20466 )=0.01026m3

Wmaterial=(Wms+r )−(W r)

Wmaterial=(21.1865kg )−(5.690kg )=15.4965kg

PVhS= Pesodel Material enestado sueltoVolumen delMaterial

PVhS= 15.4965kg

0.01026m3=1,510.380

kg

m3

Wmaterial=(Wmc+r )−(W r)

Wmaterial=(22.6925kg )−(5.690kg )=17.0025kg

PVhC= Pesodel Material enestadoCompactoVolumendel Material

PVhC= 17.0025kg

0.01026m3=1,657.164

kg

m3

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% De Humedad Para La Grava

%W=W Tmh−W Tms

W Tms−W Tv

×100

%W=(0.39672kg)−(0.38938kg)(0.38938kg)−(0.04103kg)

×100

%W=2.11 %

Determinación Del Peso Volumétrico Seco Suelto Y Seco Compacto de la Grava

PVSS= PVhS

1+%W100

( kgm3

)

PVSS=1,510.380

kg

m3

1+ 2.11%100

=1,479.17kgm3

PVSC= PVhC

1+%W100

( kgm3

)

PVSC=1,501.13

kg

m3

1+ 2.11%100

=1,622.92kgm3

Tabla de ResultadosPVSS PVSC %W

ARENA 1,172.54kg

m31,373.78

kg

m3

9.27 %

GRAVA 1,479.17kg

m31,622.92

kg

m3

2.11%

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ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS

CONCLUSIONES

En esta práctica se alcanzaron los objetivos esperados, conociendo los pesos unitarios y comprender mejor el concepto del porcentaje de humedad en los agregados, lo cual nos permitió reflexionar la importancia de este tipo de ensaye, para determinar que tan apto resultaran utilizarlos en una obra civil.

De acuerdo a los resultados obtenidos y comparados con las normas y reglamentos establecidos estandarizados se concluye que los agregados muestreados están dentro de los rangos de aceptación en su calidad para la realización de morteros y concreto.

Datos Obtenidos en el ensaye:

PVSS PVSC %W

ARENA 1,172.54kg

m31,373.78

kg

m3

9.27 %

GRAVA 1,479.17kg

m31,622.92

kg

m3

2.11%

Rangos Permisibles

Material PVSS PVSCGrava 1205-1800 1250-1900Arena 1200-1700 1400-1800

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RECOMENDACIONES

Se recomienda el buen uso y manejo de los instrumentos de acuerdo a las normas del laboratorio.

Llevar un mejor control de los recursos de almacenaje, control de operaciones en el sitio de uso, y aceptación o rechazo de materiales.

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BIBLIOGRAFÍA

- Laboratorio De Ensayo De Materiales – FIC – UNI Tecnología del concreto para Residentes, Supervisores y Proyectistas

http://blogs.utpl.edu.ec/mfvalarezo/files/2009/05/resumen-astm-c-566.pdf

http://blogs.utpl.edu.ec/mfvalarezo/files/2009/05/resumen-astm-d-75.pdf

Resumen ASTM D75 Sección # 4

ANEXOS

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Balanza de Precisión de 1.0 gr

Varilla de Acero Punta de Bala

Charolas

19

Horno a una temperatura constante de 110±5 °C

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