1. PROPIEDADES FSICAS DE LOS AGREGADOS: FINO Y GRUESO1.1.
CONTENIDO DE HUMEDAD1.1.1. DEFINICN:Es la cantidad de agua que
contiene el agregado en un momento dado. Cuando dicha cantidad se
exprese como porcentaje de la muestra seca (en estufa), se denomina
Porcentaje de humedad, pudiendo ser mayor o menor que el porcentaje
de absorcin. Los agregados generalmente se los encuentra hmedos, y
varan con el estado del tiempo, razn por la cual se debe determinar
frecuentemente el contenido de humedad, para luego corregir las
proporciones de una mezcla.
a) Seco: No existe humedad en el agregado. Se lo consigue
mediante un secado prolongado en una estufa a una temperatura de
105 5 C.
b) Seco al aire: Cuando existe algo de humedad en el interior
del rido. Es caracterstica, en los agregados que se han dejado
secar al medio ambiente.
Al igual que en estado anterior, el contenido de humedad es
menor que el porcentaje de absorcin.
c) Saturado Y Superficialmente Seco: Estado en el cual, todos
los poros del agregado se encuentran llenos de agua. Condicin ideal
de un agregado, en la cual no absorbe ni cede agua.
d) Hmedo: En este estado existe una pelcula de agua que rodea el
agregado, llamado agua libre, que viene a ser la cantidad de
exceso, respecto al estado saturado superficialmente seco. El
contenido de humedad es mayor que el porcentaje de absorcin.El
agregado fino retiene mayor cantidad de agua que el agregado
grueso.El contenido de humedad de una muestra, estar condicionada
por el estado en el que se encuentre dicho material, es decir que
el contenido de humedad variar teniendo en cuenta la variabilidad
climatolgica.En la presente prctica se determinar el contenido de
humedad natural (actual) de nuestro agregado.
1.2. FUNDAMENTO TERICO:Los agregados pueden tener algn grado de
humedad lo cual est directamente relacionado con la porosidad de
las partculas. La porosidad depende a su vez del tamao de los
poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros. Las
partculas de agregado pueden pasar por cuatro estados, los cuales
se describen a continuacin: Totalmente seco: Se logra mediante un
secado al horno a 110C hasta que los agregados tengan un peso
constante. (Generalmente 24 horas). Parcialmente seco: Se logra
mediante exposicin al aire libre.Saturado y Superficialmente seco.
(SSS): En un estado lmite en el que los agregados tienen todos sus
poros llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos.
Este estado slo se logra en el laboratorio.
Totalmente Hmedo: Todos los agregados estn llenos de agua y
adems existe agua libre superficial.
La absorcin y el contenido de humedad de los agregados deben
determinarse de tal manera que la proporcin de agua en el concreto
puedan controlarse y se puedan determinar los pesos corregidos de
las muestras.El contenido de humedad en los agregados se puede
calcular mediante la utilizacin de la siguiente frmula:
Donde:Wmh: peso de la muestra humedad (%) Wms: peso de la
muestra seca (g) W(%): contenido de humedad (g)Tambin existe la
Humedad Libre donde esta se refiere a la pelcula superficial de
agua que rodea el agregado; la humedad libre es igual a la
diferencia entre la humedad total y la absorcin del agregado, donde
la humedad total es aquella que se define como la cantidad total
que posee un agregado. Cuando la humedad libre es positiva se dice
que el agregado est aportando agua a la mezcla, para el diseo de
mezclas es importante saber esta propiedad; y cuando la humedad es
negativa se dice que el agregado est quitando agua a la mezcla.
1.1. INTERPRETACIN DE RESULTADOS:W% < Abs(%) 1.44 <
1.65Por lo que estamos en una de las condiciones del agregado en el
cual el material esta Hmedo o mojado Contenido de humedad (Ntp
400.010) La presente norma, establece el mtodo de ensayo para
determinar el contenido de humedad del agregado fino y grueso.Los
agregados se presentan en los siguientes estados: seco al aire,
saturado superficialmente seco y hmedos; en los clculos para el
proporciona miento de los componentes del concreto, se considera al
agregado en condiciones de saturado y superficialmente seco, es
decir con todos sus poros abiertos llenos de agua y libre de
humedad superficial. Los estados de saturacin del agregado son como
sigue:
1.3. ESPECIFICACIONES TCNICAS:El contenido de humedad es una de
las propiedades fsicas del agregado, que no se encuentra en
especificaciones; sin embargo, se puede manifestar que en los
agregados finos, el contenido de humedad puede llegar a representar
un 8% o ms, mientras que en el agregado grueso dichos contenidos
puede representar un 4%.
1.4. EQUIPO Y MATERIALES:Balanza con sensibilidad de 0.1 g. y
cuya capacidad no sea menor de1kg. Recipiente adecuado para colocar
la muestra. Estufa, capaz de mantener una temperatura de 105C a
110C. Recipiente. Se utiliza para introducir la muestra en el
horno.Fotos N01, 02, 03: Balanza, Estufa y recipiente
1.5. PROCEDIMIENTO: Se coloca la muestra hmeda a ensayar en un
depsito adecuado determinndose dicho peso (peso del recipiente +
muestra hmeda) Llevar el recipiente con la muestra hmeda a una
estufa, para secarla durante 24 horas a una temperatura de 110C
5C
Pesar el recipiente con la muestra seca (peso recipiente +
muestra seca) y determinar la cantidad de agua evaporada.H = |(Peso
recipiente + M. Hmeda) (Peso recipiente + M. Seca)|
Foto N07: Peso de la muestra seca
Determinar luego el peso de la muestra secaMS = (Peso recipiente
+ M. Seca) (Peso recipiente)
1.6. CALCULOS Y RESULTADOS:Si Denotamos como:H:Peso del agua
evaporada = [(Peso recipiente + M. Hmeda) - (Peso recipiente + M.
seca)]MS:Peso de la muestra secaEntoncesEl contenido de humedad (%)
estar dado por:
W (%): Porcentaje de humedad.
1.8. DATOS Y RESULTADOS PARA CADA MUESTRA EN AGREGADO FINO Y EN
AGREGADO GRUESO.
1.8.1. EN AGREGADO FINOMuestraPeso muestra Hmeda "Wmh" (grs)Peso
muestra Seca "Wms" (grs)
# 12.0051.950
# 23.0152.950
1.8.1.1. CALCULOS DEL CONTENIDO DE HUMEDAD TOTAL:Muestra #1
Wmh = 2.005 grsWms = 1.950 grsW % = [(2.005 1.950) / 1.950] *
100W % = 2.821% de humedad
Muestra #2
Wmh = 3.015 grsWms = 2.950 grsW % = [(3.015 2.950) / 2.950] *
100W % = 2.203% de humedad
2. PESO UNITARIO VOLUMTRICO2.1. PESO UNITARIO VOLUMTRICO DEL
AGREGADO FINO:2.1.1. DEFINICINEs el peso del material seco que se
necesita para llenar cierto recipiente de volumen unitario.
El peso unitario de los agregados est en funcin directa del
tamao, forma y distribucin de las partculas, y el grado de
compactacin (suelto o compactado). Se denomina peso volumtrico del
agregado, al peso que alcanza un determinado volumen unitario.
Generalmente se expresa en kilos por metro cbico. Este valor es
requerido cuando se trata de agregados ligeros o pesados y para
convertir cantidades en volumen y viceversa, cuando el agregado se
maneja en volumen.
2.1.2. FUNDAMENTO TERICO a) Preparacin de muestra.Para la
determinacin del peso unitario, la muestra deber estar
completamente mezclada y secada a temperatura ambiente.
b) Calibracin Del Recipiente Y Factor De Correccin
El recipiente se calibrar determinando con exactitud el peso del
agua requerida para llenarlo a 16.7C. Para cualquier unidad, el
factor (f) se obtendr dividiendo al peso unitario del agua (1000
Kg/m3) entre el peso del agua a 16.7 C necesario para llenar la
medida. Tambin se puede medir el recipiente y sacar su volumen.
f =c) Peso Unitario Suelto
Es aquel en el que se establece la relacin peso/volumen dejando
caer libremente desde cierta altura el agregado (5cm
aproximadamente), en un recipiente de volumen conocido y estable.
Este dato es importante porque permite convertir pesos en volmenes
y viceversa cuando se trabaja con agregados. d) Peso Unitario
compacto
Este proceso es parecido al del peso unitario suelto, pero
compactando el material dentro del molde, este se usa en algunos
mtodos de diseo de mezcla como lo es el de American Concrete
Institute.
e) Formulas a utilizar Peso unitario volumtrico suelto
P.U.Vs. = Wm * (f)Donde:Wm = Peso neto del agregado suelto f =
Factor de correccinP.U.Vs.= Peso unitario volumtrico suelto
Peso unitario volumtrico compactado
P.U.Vc. = Wm * (f)Donde:Wm = Peso neto del agregado suelto f =
Factor de correccinP.U.Vc.= Peso unitario volumtrico compactado
2.2. ESPECIFICACIONES TCNICASEn las arenas, el peso unitario
compactado vara entre 1550 kg/m3 y 1750 kg/m3 disminuyendo cerca de
un 20% para el peso unitario suelto.De estudios realizados sobre
agregados de Cajamarca, se tiene que el Peso unitario de los
agregados finos varan entre 1400 kg/m3 a 1700 kg/m3
2.3. EQUIPO Y MATERIALES USADOS Balanza, que permita lecturas de
por lo menos 0.1 % del peso de la muestra.
Foto N08: Balanza utilizadaBarra compactadora de acero,
circular, recta, de 5/8" de dimetro y 60 cm. de largo, con un
extremo redondeado y un recipiente cilndrico de metal,
suficientemente rgido para condiciones duras de trabajo.
Foto N09: Molde y barra compactadora utilizados en el
ensayoAgregado fino extrado de la cantera.
Foto N10: agregado fino
2.4. PROCEDIMIENTO
Procedimiento Para Calcular El Peso Unitario Volumtrico
SueltoPesamos el recipiente que vamos a utilizar en el ensayo
(Wr).
FOTO N11: Pesado del recipiente sin muestra
Seleccionamos el agregado fino del cual se va a determinar su
P.U.V.
FOTO N12: Seleccionando el material a utilizar(Agregado
fino)
Llenamos el recipiente dejando caer el agregado desde una altura
no mayor de 5 cm. por encima del borde superior del recipiente.
FOTO N13: Llenando el recipiente con el agregado fino
Eliminamos el excedente del agregado con la varilla
compactadora.
FOTO N14: Eliminando el exceso de agregado
Determinamos el peso de la muestra ms el recipiente (Wm+r).
FOTO N15: Pesado del recipiente ms la muestra sin compacta
Determinamos el peso de la muestra y luego calculamos el P.U.V.
mediante la frmula mencionada anteriormente.
Procedimiento Para Calcular El Peso Unitario Volumtrico
Compactado Pesamos el recipiente que vamos a utilizar en el ensayo
(Wr).
FOTO N16: Pesado del recipiente sin muestra Seleccionamos el
agregado fino del cual se va a determinar su P.U.V.
FOTO N17: Seleccionando el material a utilizar
Llenamos el recipiente hasta la tercera parte dejando caer el
agregado desde una altura no mayor de 5 cm. por encima del borde
superior del recipiente.
FOTO N18: Llenando el recipiente con el agregado fino
Apisonamos la muestra con la barra compactadora mediante 25
golpes distribuidos uniformemente sobre la superficie Llenamos
hasta 2/3 partes del recipiente y compactar nuevamente con 25
golpes como antes Luego llenamos la medida hasta rebosar,
golpendola 25 veces con la barra compactadora (varilla) de acero de
16 mm. de ancho y 60 cm., de longitud).
FOTO N21: Apisionando el agregado con la varilla compactadora(25
golpes) Luego enrazamos el recipiente utilizando la barra
compactadora o con una regla y desechando el material sobrante.
FOTO N22: Enrazando el recipiente oEliminando el exceso de
agregado
Determinamos el peso de la muestra compactada ms el
recipiente
FOTO N23: Pesado del recipiente ms la muestra compactada.
Determinamos el peso de la muestra compactada y luego calculamos
el P.U.V. mediante la frmula mencionada anteriormente.
2.5. CLCULO Y RESULTADOS
Peso Unitario Volumtrico Suelto
P.U.V. = Wm * (f)
Donde:Wm = Peso neto del agregado suelto f = Factor de
correccinP.U.V.= Peso unitario volumtricoAGREGADO FINO SUELTO
Peso del recipiente (wr)4.860 kg
Peso del recipiente + la muestra (wm+r)6.895 kg
Peso de la muestra (wm)2.035 kg
Peso del agua mas recipiente (wa +r)5.514 kg
Peso del agua (wa)0.654 kg
Calculamos el factor de correccin
f =f = f = 1529.05m3
Calculamos el peso unitario volumtrico suelto
P.U.V. = Wm * (f)
P.U.V. = 2.035 kg*1529.05m3 P.U.V. = 3111.62 kg/m3Peso Unitario
Volumtrico Compactado
P.U.V. = Wm * (f)Donde:Wm = Peso neto del agregado compactado. f
= Factor de correccin.P.U.V.= Peso unitario volumtrico.AGREGADO
FINO SUELTO
PESO DEL RECIPIENTE (Wr)4.860 kg
PESO DEL RECIPIENTE + LA MUESTRA (Wm+r)7.065 kg
PESO DE LA MUESTRA (Wm)2.205 kg
PESO DEL AGUA MAS RECIPIENTE (Wa +r)5.514 kg
PESO DEL AGUA (Wa)0.654 kg
Calculamos el factor de correccin
f =f = f = 1529.05m3Calculamos el peso unitario volumtrico
compacto
P.U.V. = Wm * (f)P.U.V. = 2.205 kg*1529.05 m3
P.U.V. = 3371.5 kg/m3
3. GRANULOMETRIA.
3.1. DEFINICINLa granulometra se refiere a la distribucin de las
partculas del agregado. El anlisis granulomtrico divide la muestra
en fracciones, de elementos del mismo tamao, segn la abertura de
los tamices utilizados. Para nuestro caso analizaremos por separado
el agregado grueso del fino, despus de este anlisis y gracias a
estos datos podremos obtener adems el tamao mximo nominal y el
mdulo de finura de ambos agregados, los cuales sern muy importantes
para el diseo de mezclas a realizar luego.MODULO DE FINURA
(MF):Viene a ser la relacin entre la sumatoria de los porcentajes
retenidos acumulados en cada uno de los tamices (N 4, N 8, N 16, N
30, N 50, N 100) sobre 100.
SUPERFICIE ESPECFICA (SE):Se define como la relacin del rea
entre el volumen de una determinada partcula.
3.2. FUNDAMENTO TERICO:
Mdulo de finura del agregado fino (mf): La suma de los
porcentajes retenidos acumulados de las mallas estndar para el
agregado fino (N4, N8, N16, N30, N50, N100) todo entre 100
M.F =
Mdulo de finura del agregado grueso (mf):La suma de los
porcentajes retenidos acumulados de las mallas estndar para el
agregado total todo entre 100
3.3. ESPECIFICACIONES TECNICAS:
Para el mdulo de finura las especificaciones tcnicas q a
continuacin se dan estn referidas exclusivamente al agregado
fino
El mdulo de finura no debe ser menor que 2.3 ni mayor que 3.1La
variacin del mdulo de finura, no debe exceder de 0.2 de la base del
mdulo para una determinada obraLos agregados finos cuyos mdulos de
finura varan entre 2.2 y 2.8 se obtienen concretos de buena
trabajabilidad y reducida segregacin. Los agregados finos cuyos
mdulos de finura varan entre 2.8y 3.2 son los ms indicados para
producir concretos de alta resistenciaEn Cajamarca las diferentes
canteras presentan una variacin con respecto al mdulo de finura
entre 0.79 a 3.81La gradacin debe estar dentro de las tablas N1 y
N2 para el Agregado fino y Agregado grueso respectivamente.
3.4. MATERIAL Y EQUIPO:
Una Balanza con sensibilidad 1 gr.Juego de Tamices conformados
por N 4, N 8, N 16, N 30, N 50, N 100.(Agreg. Fino)Juego de Tamices
conformados por 3, 1 , , 3/8, N4. (Agreg. Grueso)Una Estufa a
temperatura constante de 110 C.3.5. PROCEDIMIENTO:
Para el agregado.Se tom cierta cantidad de material y se coloc
dentro de una estufa durante 24 horas con lo que se logr el secado
del material.
Se pes 6590 kg de grava.
Con una serie de tamices se confecciono una escala descendente
en aberturas, dichos tamices fueron: N4, N8, N16, N30, N50,
N100.
Se vierte el material sobre esta serie de tamices, se procede a
pesar y registrar los pesos retenidos en cada uno de los
tamices.
RESULTADOS:mallammPR%PRRA%PASAPI6.59
3"75000.000100
2 1/2"6300.0000.000100
2"5000.0000.000100
1 1/2"37.500.0000.000100
1"250.182.7312.73197.2685888
3/4"1900.0002.73197.2685888
1/2"12.50.9814.87117.60282.3975721
3/8"9.50.649.71227.31472.6858877
1/4"6.30.70510.69838.01261.9878604
N44.750.0550.83538.84761.1532625
N1021.7626.70765.55434.4461305
N200.840.548.19473.74826.2518968
N400.4251.2619.12092.8687.13201821
N1000.150.4056.14699.0140.98634294
N2000.07500.00099.0140.98634294
FONDO0.0650.986100.0000
Calculo del D10DS0.84D100.487
DI0.425
%PS26.2518968
%PI7.13201821
D1010
Calculo del D30DS2D301.371
DI0.84
%PS34.45
%PI26.25
D3030
Calculo del D60DS4.75D604.631
DI2
%PS61.15
%PI34.45
D6060
CoeficientesCu9.50487429
Cc0.83246635
Tamao Mximo
TM1"
Tamao Mximo Nominal
TMN1"