UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFACULTAD DE INGENIERIAS
FISICOMECANICAS
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
CARACTERIZACIN DE MATERIALES I
INFORME N 4NTC 92. DETERMINACIN DE LA MASA UNITARIA Y LOS VACOS
ENTRE PARTCULAS DE AGREGADOSNTC 176. MTODO DE ENSAYO PARA
DETERMINAR LA DENSIDAD Y LA ABSORCIN DEL AGREGADO GRUESONTC 237.
MTODO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD Y LA ABSORCIN DEL AGREGADO
FINO
Presentado a:Ing. SERGIO ANDRS VANEGAS HERRERA
Presentado por:Cristian Andres Gomez Beltran 2113512Elkin Adrin
Pea Leal 2101877Edward Alexis Barn Corredor 2110893Grupo: B3
PRIMER SEMESTRE DEL 201421 DE AGOSTO DEL 2014BUCARAMANGA
INTRODUCCION
Los materiales de construccin son cuerpos que integran una obra
cualquiera sea su naturaleza, composicin y formas. Antes de
realizar cualquier obra siempre se debe realizar un ensayo de
laboratorio, y el siguiente informe trata del peso unitario, la
absorcin y la gravedad especfica del agregado grueso.
Dicho informe tiene como finalidad dar a conocer el mtodo de
ensayo para determinar por secado el contenido de humedad total en
el agregado as como tambin el clculo del peso especfico.
La gravedad especfica, usualmente no es utilizada como un
parmetro de la calidad de los agregados, sino ms bien se usa este
dato para poder realizar clculos del proporcionamiento que deben
tener los agregados en el concreto. Multiplicando la gravedad
especfica por la densidad del agua y dividiendo este producto por
el peso del agregado podemos obtener el volumen absoluto que se
requiere del agregado, siendo esta una de las formas prcticas para
proporcionar y disear mezclas de concreto, cabe rescatar el
proporcionamiento por peso como otra de las formas que existen.
Para elaborar un diseo de mezcla es indispensable conocer el
contenido de aire, debido a que a mayor contenido de aire menor ser
la resistencia del concreto y de acuerdo a esto es la razn por la
que se necesita conocer las masas unitarias.
Ahora, cada proceso se hace de acuerdo a las Norma Tcnica
Colombiana 92 y 237; Siguiendo los parmetros e indicativos de las
mismas.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Determinar el peso unitario, gravedades especficas, porcentajes
de absorcin y porcentajes de vacos de suelos gruesos y suelos finos
aplicando las normas NTC 92, NTC 176 y NTC 237.
OBJETIVO ESPECFICOS:
Conocer la importancia que tienen algunas propiedades del suelo,
tales como, porcentaje de absorcin y porcentaje de vacos, que las
hacen ms favorables para su uso en las mezclas de concreto.
Calcular los parmetros que son necesarios para la determinacin
de los porcentajes de absorcin y de vacos en suelos granulares y
suelos finos.
MARCO TEORICO
Densidad relativa: La utilizacin de esta importante propiedad es
para la determinacin de volmenes de los agregados ya que estos se
les dificulta medir de forma directa debido a su irregularidad,
pero conociendo esta propiedad y el peso del material que es fcil
de encontrar, se determina fcilmente el volumen de una manera ms
exacta que cualquier otro tipo de mtodo.Densidad relativa aparente:
Es la relacin del peso solido del material entre el peso volumtrico
del agua, al igual que la gravedad especifica esta es adimensional,
la gravedad aparente del suelo es un buen indicador de ciertas
importantes caractersticas del suelo, como: porosidad, grado de
aireacin y capacidad de infiltracin.En los diferentes tipos de
agregados los valores bajos de densidad aparente implican
materiales bien porosos, mientras que valores altos quiere decir el
material es compacto, poco poroso y la infiltracin del agua es
lenta.Densidad relativa en condicin saturada superficialmente seca
(sss): Esta densidad relativa al igual que las otras dos es
adimensional y relaciona el peso del material en la condicin
superficialmente seca entre el peso volumtrico de todo el
material.Absorcin: Es el aumento en el peso de los agregado debido
al agua en los poros del material ,pero sin incluir el agua
adherida a la superficie exterior de la partculas expresado como un
porcentaje del peso seco. Este es usado en proporcionar las mezclas
de concreto en la cual los agregados se encuentran en su condicin
de humedad natural, una aplicacin prctica de absorcin, es para un
costo y presupuesto ms exacto. Peso unitario suelto (PUS): Se
denomina PUS cuando para determinarlo se coloca el material seco
suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y a
continuacin se nivela a ras una carilla. El concepto PUS es
importante cuando se trata de manejo, transporte y almacenamiento
de los agregados debido a que estos se hacen en estado suelto.Peso
unitario compactado (PUC): Se denomina PUC cuando los granos han
sido sometidos a compactacin incrementando as el grado de
acomodamiento de las partculas de agregado y por lo tanto el valor
de la masa unitaria. Este es importante desde el punto de vista
diseo de mezclas ya que con l se determina el volumen absoluto de
los agregados por cuanto estos van a estar sometidos a una
compactacin durante el proceso de colocacin del hormign.Este valor
se usara para el conocimiento de volmenes de materiales apilados y
que estn sujetos a acomodamiento o asentamiento provocados por el,
transita sobre ellos o por la accin del tiempo.Tambin el valor del
peso unitario compactado, es de una utilidad extraordinaria para el
clculo de por ciento de vaco de los materiales.Principio Arqumedes:
Es un principio fsico que afirma que: Un cuerpo total o parciamente
sumergido en un fluido en reposo; recibe un empuje de abajo hacia
arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja. Esta
fuerza recibe el nombre de fuerza de empuje hidrosttico o de
Arqumedes, y se mide en newton (en el SI). El principio de
Arqumedes se formula as:
Donde E es el empuje, pf es la densidad del fluido, V el volumen
del fluido desplazado por algn cuerpo sumergido parcial o
totalmente en el mismo, g es la aceleracin de la gravedad y m la
masa existente en ese lugar. El empuje acta verticalmente hacia
arriba y esta aplicado en el centro de gravedad del fluido
desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de
carena.
PROCEDIMIENTO
AGREGADO GRUESOPeso Unitario.Lavara la muestra de ensayo hasta
asegurar que han sido eliminados el polvo u otros recubrimientos
superficiales de las partculas, luego secar las partculas con un
pao absorbente de gran tamao hasta que se elimine el agua
superficial visible.
Peso unitario de agregado suelto.1. Se determina la masa del
recipiente vaco y se registra este valor.2. Se llena el recipiente
hasta el desborde por medio de una pala o cuchara, descargando el
agregado desde una altura que no exceda a los 50mm sobre el borde
superior del recipiente. Se debe evitar en lo posible la segregacin
de los agregados que componen la muestra.3. Se nivela la capa
superficial de forma manual utilizando la barra. 4. Se determina la
masa del recipiente ms su contenido y se registra este valor.
Peso unitario de agregado compactado.1. Se determina la masa del
recipiente vaco y se registra ese valor.2. Se llena el recipiente
con la muestra hasta un tercio de su capacidad y se nivela la
superficie con los dedos.3. Se efecta la compactacin de la capa de
agregado mediante 25 golpes de la varilla distribuidos
uniformemente en toda la superficie del material.4. Se continua el
llenado del recipiente hasta 2/3 de su capacidad y se compacta esta
segunda capa con 25 golpes de varilla, sin penetrar en la capa
previamente ya compactada.5. Finalmente, se vuelve a llenar el
recipiente hasta que desborde y se compacta con 25 golpes de la
varilla, sin penetrar en la capa previa ya compactada.6. Se nivela
la capa superficial del agregado en forma manual utilizando la
varilla, de manera de enrasara con el borde superior del
recipiente. 7. Se determina la masa del recipiente ms su contenido
y se registra este valor.
Volumen del Recipiente1. Se pesa el recipiente y el vidrio a la
vez y se registra este valor .2. Se llena el recipiente con agua
hasta que rebose y tapamos la superficie con un vidrio deslizndolo
sobre el borde de esta.3. Revisamos que no quede ninguna burbuja de
agua de ser as repetimos el paso anterior.4. Se pesa y se registra
este valor.
Gravedad Especfica.1. Se toma el peso de la canasta (recipiente)
y se registra este valor. 2. Se pesa una muestra de 5000g de
agregado grueso.3. Se engancha la canasta en la balanza y se
sumerge dicha canasta en el agua.4. Se calibra la balanza moviendo
los pesos en su otro extremo y se registra el valor de la masa.5.
Se repite el paso anterior pero adicionndole la muestra de agregado
a la canasta y se registra este valor.6. Luego se coloca la muestra
en el recipiente y se lleva al horno a 25c por 5 horas
aproximadamente. 7. Se saca la muestra del horno, dejando enfriar
unos minutos.8. Se pesa la muestra previamente sacada del horno y
se registra este valor.
AGREGADO FINOPara determinar la masa unitaria y densidades para
agregados finos, seguimos los mtodos establecidos por las normas
tcnicas colombianas 92 y 237 con el fin de obtener un resultado
estandarizado.Peso unitario Procedimiento por paleoEsta norma
determina la masa unitaria en condicin suelta y el clculo de los
vacos entre las partculas de agregados finos.1. Se pesa el molde
vaco y se registra este valor.2. Se vierten los agregados finos al
molde de manera que quede totalmente lleno, con varilla de
apisonamiento redonda se nivela la superficie.3. Se toma la medida
de la masa con la balanza digital ya calibrada.4. Se repite este
mismo procedimiento para obtener otras dos medidas de la masa, con
el fin de calcular un promedio y tener un valor con mayor
precisin.5. Luego se llena el molde con agua de manera que rebose,
con una placa de vidrio retiramos el exceso de agua y burbujas
emergentes en el molde, se lleva a la balanza digital y se toma la
medida del volumen, con el fin de hacer una relacin entre la masa
promedio y el volumen que ocupa, el cual nos proporcionar la Masa
Unitaria.
Procedimiento por apisonamientoEsta norma determina la masa
unitaria en condicin compactada y el clculo de los vacos entre las
partculas de agregados finos.1. Se agrega el agregado al molde
distribuidos en tres capas, en donde la primera capa haciendo uso
de una varilla de acero con punta redonda, se procede a dar pisones
verticales aproximadamente 25 pisones de tal manera que las
partculas queden compactada y ordenas de la mejor manera.2. Se
realiza este mismo procedimiento para las dos capas faltantes,
terminando de llenar el molde se procede a calcular su masa en la
balanza. Y de igual manera se hacen para otras dos mediciones de la
masa compactada de manera que se pueda hacer un promedio y arrojar
una medida con una mayor precisin.3. Teniendo ya el volumen
calculado en la primera parte se calcula la Masa Unitaria de las
partculas compactadas.
Densidad y absorcin de los agregados finos (ntc 237)1. Los
agregados finos se sumergen en agua durante 24 horas asegurando la
saturacin de sus poros.
2. Se extiende la muestra en una superficie plana no absorbente
expuesta a una corriente de aire constante, y se revuelve con
frecuencia con el fin de que su secado sea homogneo, haciendo uso
de un molde cnico.
3. Se llena por paleo el molde cnico anteriormente mencionado,
se apasiona ligeramente el agregado fino con 25 cadas leves de
pisn, luego se retira de manera rpida y verticalmente, s la muestra
se desarma al instante significa que se encuentra superficialmente
seco, si no, se debe seguir en el proceso de secado por
ventilacin.
4. Se llena el picnmetro parcialmente con agua y se pesa. Luego
se saca aproximadamente 2/3 del agua y se introduce dentro del
picnmetro 500 g 10 g de agregado saturado y superficialmente seco,
y se llena con agua adicional hasta llegar a la marca. Se gira,
invierte y agita el picnmetro para eliminar todas las burbujas de
aire se determina la masa total del picnmetro, con la muestra y el
agua.
Se vierte el agregado fino en un recipiente y posteriormente se
lleva al horno durante dos horas, se toma la medida de la masa en
la balanza digital y se procede hacer los debidos clculos para la
determinacin de la densidad
CALCULOS TIPO
AGREGADO GRUESO
PESO UNITARIO CALIBRACION DEL MEDIDOR.P1 = PESO DEL MEDIDOR +
VIDRIOP2 = PESO DEL MEDIDOR+ VIDRIO + AGUAV = VOLUMEN DEL MEDIDOR =
P1 = 3,047 [Kg]P2 = 5,869 [Kg]V = 2,822 x10-3 [m3]
DATOS
Pm = PESO DEL MEDIDOR VACIOPC = PESO DEL MEDIDOR + MATERIAL SSS
COMPACTADO PS = PESO DEL MEDIDOR + MATERIAL SSS SUELTOPUC = PESO
UNITARIO DEL AGREGADO SSS COMPACTADOPUS = PESO UNITARIO DEL
AGREGADO SSS SUELTO Pm = 2,560 [Kg]PC = 7,1227 [Kg]PS = 6,628
[Kg]PUC = = 1616,832[Kg/m3]PUS = = 1441,531 [Kg/m3]
GRAVEDADES ESPECIFICAS DATOS A = PESO DE LA MUESTRA EN CONDICION
SSS EN EL AIREPa = PESO DE LA CANASTA SUMERGIDA EN EL AGUAPb = PESO
DE LA CANASTA + MUESTRA SSS SUMERGIDA EN EL AGUAB = PESO DE LA
MUESTRA EN AGUA C = PESO DE LA MUESTRA SECADA AL HORNO, EN EL
AIRE
A = 5000 [g]Pa = 1800 [g]Pb = 4870 [g]B = Pb Pc = 3070 [g]C =
4944 [g]
CALCULOSGRAVEDAD ESPECFICA REAL GER = GRAVEDAD ESPECFICA
APARENTEGEA = GRAVEDAD ESPECFICA APARENTE SSSGEA .SSS = =
2,591ABSORCION EN % =
% DE VACIOS = S = GRAVEDAD ESPECIFICA BULKM = MASA UNITARIA
AGREGADOW = DENSIDAD DEL AGUA = 998 [Kg/m3]% VACIOS =
AGREGADO GRUESO
SG REAL
SG APARENTE
SG APARENTE SSS2,591
PUC1616,832
PUS1441,531
% ABSORCION
% VACIOS
AGREGADO FINOPeso unitarioCalibracin del medidor.P1 = PESO DEL
MEDIDOR + VIDRIOP2 = PESO DEL MEDIDOR+ VIDRIO + AGUAV = VOLUMEN DEL
MEDIDOR = P1 = 3,047 [Kg]P2 = 5,869 [Kg]V = 2,822 x10-3 [m3]
Datos
Pm = PESO DEL MEDIDOR VACIOPC = PESO DEL MEDIDOR + MATERIAL SSS
COMPACTADO PS = PESO DEL MEDIDOR + MATERIAL SSS SUELTOPUC = PESO
UNITARIO DEL AGREGADO SSS COMPACTADOPUS = PESO UNITARIO DEL
AGREGADO SSS SUELTO Pm = 2,560 [Kg]PC = 7,094 [Kg]PS = 6,408
[Kg]PUC = = 1606,874 [Kg/m3]PUS = = 1363,571 [Kg/m3]
GRAVEDADES ESPECIFICAS DATOS A = PESO DEL FRASCO + AGUA HASTA LA
MARCA, EN EL AIREB = PESO DE LA MUESTRA EN CONDICIO SSS, EN EL AIRE
C = PESO DE LA MUESTRA, FRASCO Y AGUA AGREGADA HASTA LA MARCA, EN
EL AIRED = PESO DE LA MUESTRA SECADA AL HORNOA = 652,9 [g]B = 500
[g]C = 956.5 [g]D = 487 [g]CALCULOSGRAVEDAD ESPECFICA REAL GER =
GRAVEDAD ESPECFICA APARENTEGEA = GRAVEDAD ESPECFICA APARENTE SSSGEA
.SSS = ABSORCION EN % =
% DE VACIOS = E = GRAVEDAD ESPECIFICA APARENTE SSSF = PESO
UNITARIO DEL AGREGADO SSS COMPACTADO
% VACIOS
AGREGADO FINO
SG REAL2.655
SG APARENTE2.480
SG APARENTE SSS2.546
PUC1606.874
PUS1363,571
% ABSORCION2.669%
% VACIOS36.886%
CONCLUSIONES
Se puede mencionar que el peso unitario es una propiedad fsica
de gran importancia en la dosificacin de los agregados dentro del
hormign.
Para evitar errores en las lecturas de los pesos se recomienda
realizar todas las pesadas en una sola balanza y hacer varias tomas
para luego sacar un promedio.
Se puede ver en los resultados que la densidad relativa de
nuestra muestra fue de 2.7026, el rango de aceptacin de agregados
gruesos es de 2,33 a 2,75.
La gravedad especifica aparente fue de 2.6365, esta gravedad
define que tan poroso est el material, mientras mayor sea menor
sern los huecos que presente el agregado.
La absorcin que presento el agregado fue de 0,9285 y el rango de
aceptacin para este est entre 0% y 3%, lo cual cumple y esto
implica que el material es apto para cualquier tipo de
construccin.
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