Laboratorio N°1.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CONSTRUCCIÓN

PRIMER LABORATORIO ENSAYO DE AGREGADOS

NOMBRE:      

TARAZONA LASTRA, Favio CORTEZ SAMANIEGO, Eros Gabriel MUÑOZ BARTOLO, David MALLCO GOMEZ, Johan ARONE VELÁSQUEZ, Jamil HUAYTALLA RAMOS,

CURSO: TECNOLOGÍA DEL CONCRETO I

PROFESOR: Ing. Carlos Villegas Martínez

SECCIÓN: “H”

LIMA-PERÚ

FECHA: 12/04/2019

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DEDICATORIA

A la Universidad Nacional de Ingeniería, por encaminarnos hacia el éxito y fortalecer a cada uno de sus alumnos en su buena formación profesional. A la Facultad de Ingeniería civil, por brindarnos todo el recurso a su disposición, para tener el mejor desarrollo académico y profesional posible. De la misma manera a los docentes de esta prestigiosa universidad en especial a los de la Facultad de Ingeniería Civil por el gran desempeño pedagógico que tiene en la formación de los mejores ingenieros civiles del Perú.

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INTRODUCCIÓN Los agregados son elementos inertes dentro del concreto, sus propiedades y características influyen en las propiedades finales del concreto, contrariamente a lo que antiguamente se pensaba. Es por ello que el estudio y análisis de los agregados resulta importante para poder formar un concreto de características relacionadas a los resultados que se obtienen al llevar a cabo ciertos estudios y análisis que a continuación detallaremos de forma clara y apoyándonos en ensayos realizados en un laboratorio (Laboratorio de Ensayo de Materiales – LEM) a muestras reales de agregado fino (arena) y agregado grueso (piedras). Los ensayos realizados fueron los siguientes: 1.

Ensayo de Granulometría (Arena y piedra)

2.

Ensayo de Peso Unitario (Arena y piedra)

3.

Ensayo de Porcentaje de Humedad (Arena y piedra)

4.

Ensayo de Peso Específico (Arena y piedra)

5.

Ensayo de Durabilidad (Arena y piedra)

6.

Ensayo de Impurezas Orgánicas (Arena)

7.

Ensayo de Malla Nº 200 (Arena)

8.

Ensayo de Abrasión (Piedra)

Cada ensayo, de ser requerido, contara con tablas y graficas que ayuden a identificar mejor los resultados y analizarlos de la manera más eficaz, facilitando la lectura, el entendimiento y el aprendizaje buscados en la sesión.

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL   

Conocer las características de un agregado optimo que cumpla con los requerimientos de las Normas Técnicas Peruanas. Conocer los aportes de los agregados al concreto, ya sea que este se encuentre en estado fresco o endurecido. Hacer uso de las normas establecidas a seguirse en cada paso.

OBJETIVOS ESPECIFICOS 

Conocer los módulos de finura de los agregados fino y grueso para poder aplicar el método del agregado global en los ejemplos en clase, con los resultados obtenidos en el laboratorio.

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ENSAYO DE AGREGADOS ENSAYO DE GRANULOMETRIA ENSAYO DE PESO UNITARIO Según NTP 400.017; ASTM C 29. MATERIALES, EQUIPOS Y HERRAMIENTAS:      

Cuarteadora Lampa o cucharon metálico Recipientes cilíndricos de tamaños normalizados Barra de acero de 16.0 mm y de 600 mm de largo, con una superficie lisa y un extremo en forma de punta semiesférica. Martillo Balanza digital

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO. Indicaciones.  

Se debe cuartear los agregados para obtener una muestra más representativa. De acuerdo con el tamaño nominal máximo del agregado elegir la capacidad del recipiente de acuerdo con lo indicado en la siguiente tabla:

CAPACIDAD DEL RECIPIENTE( pie cubico) 1/10 1/3 1/2 1

TAMAÑO NOMINAL MAXIMO DEL AGREGADO, PULGADAS (mm) 1/2(12.5) 1(25.0) 1 1/2(37.5) 3(75.0)

a) Peso unitario compactado (PUc):  Llenar la tercera parte del recipiente con el material seco y adecuadamente seleccionado.  Utilizando la varilla de acero compactar la primera capa con 25 golpes distribuidos uniformemente forma circular sobre su superficie. Después de capa, golpear suavemente el recipiente con el martillo.

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 Llenar la siguiente capa hasta las 2/3 partes del volumen del recipiente y compactar de la misma forma.  Colocar la última capa excediendo ligeramente el volumen del recipiente, compactar y enrazar la superficie utilizando la varilla de acero.  Pesar el contenido del recipiente y registra dicho valor.

b) Peso unitario suelto (PUs):  Llenar el recipiente con una pala dejando caer el agregado desde una altura aproximada de 5.0 cm desde la parte superior.  Enrasar la superficie con la varilla de acero  Pesar el contenido del recipiente y registrar dicho valor. EXPRESIÓN DE RESULTADOS: Indicaciones:   

El material debe estar seco (previamente calentado en horno a 110 °C). Volumen de recipiente a usar: 1/3 y 1/10 pie3 Para calcular los pesos unitarios suelto (PUs) y compactado (PUc) procederemos a usar las siguiente formulas:

𝑃𝑈𝑠 =

𝑊𝑠 𝑉

𝑃𝑈𝑐 =

𝑊𝑐 𝑉

Donde: Ws: Peso del agregado suelto, en Kg Wc: Peso del agregado compactado, en Kg V: Volumen del recipiente, en m.

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

Peso unitario suelto (PUs):

DESCRIPCION

AGREGADO GRUESO

AGREGADO FINO

Peso de la muestra + recipiente (g) Peso del recipiente (g) Peso de la muestra (g) Volumen del recipiente (pie3) Peso unitario suelto (Kg/m3)

18570 4360 14210 1/3 1505. 5

5905 576 5329 1/10 1883



Peso unitario compactado (PUc):

DESCRIPCION

AGREGADO GRUESO

AGREGADO FINO

Peso de la muestra + recipiente (g) Peso del recipiente (g) Peso de la muestra (g) Volumen del recipiente (pie3) Peso unitario compactado (Kg/m3)

19410 4360 15050 1/3 1601

6346.5 g 576 g 5770.5 1/10 2039

ENSAYO DE PORCENTAJE DE HUMEDAD MATERIALES Y EQUIPOS  Muestra a ensayar (Piedra y Arena)  Recipiente: Que sea resistente al calor, para contener la muestra.  Balanza: Pesar las muestras y otros materiales que pudieran usarse.  Horno: Para secar las muestras.

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PROCEDIMIENTO DE ENSAYO  Seleccionar una muestra representativa.  Pesar la muestra seleccionada y anotar los valores iniciales.  Una vez recolectado los datos iniciales, colocar la muestra en el horno (en el caso de la piedra) o en la cocina eléctrica (en caso de la arena) para llevar a cabo el secado de la muestra.  Pasado un lapso de 24 horas, retirar las muestras del horno y pesar las muestras secas.  Finalmente realizar el cálculo del porcentaje de humedad mediante la fórmula:

%𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 =

𝑴𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 − 𝑴𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂 𝒔𝒆𝒄𝒂 𝒙𝟏𝟎𝟎 𝑴𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂 𝒔𝒆𝒄𝒂

RESULTADOS PARA LA PIEDRA:

Peso inicial de la piedra = 4 Kg. SECADO POR 24 HORAS EN EL HORNO Nº03 a 110ºC Peso de la muestra seca = 3963.1 gr.

%𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 =

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𝟒𝟎𝟎𝟎 − 𝟑𝟗𝟔𝟑. 𝟏 𝒙𝟏𝟎𝟎 = 𝟎. 𝟗𝟑𝟏% 𝟑𝟗𝟔𝟑. 𝟏

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PARA LA ARENA:

Peso inicial de la arena = 500 gr. SECADO EN LA COCINA ELECTRICA Peso de la muestra seca = 493.7 gr.

%𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 =

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𝟓𝟎𝟎 − 𝟒𝟗𝟑. 𝟕 𝒙𝟏𝟎𝟎 = 𝟏. 𝟐𝟕𝟔% 𝟒𝟗𝟑. 𝟕

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ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO MATERIALES:  Lampa  Balanza digital  Balanza hidrostática  Canastilla metálica  Horno con capacidad de alcanzar temperaturas mayores o iguales a 110.0°C±5.0°C  Recipiente metálico  Franela  Pipeta  Cono  Pisón  Fiola de 500.0 ml de capacidad  Recipientes metálicos  Hornilla eléctrica PROCEDIMIENTO DE ENSAYO PARA LA PIEDRA

        

Se obtiene una muestra del agregado De la granulometría a partir del tamaño máximo nominal obtener la cantidad mínima de material en kg. Tabla #p Lavar la muestra a fin de eliminar el polvo e impurezas Secar el material en el horno, dejarlo enfriar y sumergirlo en un balde con agua por un periodo de 24±4 horas Retirar la muestra, colocarla sobre una franela y secar la superficie de las partículas; para así obtener la muestra en condición saturada con superficie seca Registrando su peso (B) Se determina el peso sumergido en agua = Secar la muestra en el horno (110.0°C) Registramos el peso de la muestra (A)

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PARA LA ARENA

   

    

   

Se obtiene una muestra del agregado Saturar la muestra por 24horas Retirar del agua la muestra saturada y dejarla en un pliego de plástico por 24horas Realizar el método del cono para evaluar el nivel de saturación de la muestra de agregado fino:  Si el montículo no se deforma está completamente saturada y debe secarse.  Si el montículo presenta caída de material por los lados está saturada superficialmente seca (S.S.S)  Si el montículo se desmorona por completo la muestra esta seca y debe humedecerse. Seleccionar 500.0gr de la muestra saturada superficialmente seca obtenida del método de Cono. Introducir la muestra en estado S.S.S en la fiola (178.2g) y registrar su peso. Llenar la fiola con agua hasta que el nivel de agua se encuentre por encima del material y agitar el recipiente para retirar las burbujas de aire. Llenar la fiola con agua hasta que le nivel alcance los 500ml y determinar el peso total del conjunto. (990.4g) Obtener el peso del agua: 𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎 + 𝑃𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎 + 𝑃𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 = 990.4𝑔 𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎 = 312.2𝑔 Vaciar el material en un recipiente y dejarlo reposar por 15 a 20 min. Eliminar el agua del recipiente utilizando una pipeta, sin retirar las partículas de material. Secar el agregado en el horno por 24 horas Dejar enfriar 1 hora y registrar su peso (A)

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RESULTADOS PARA LA PIEDRA Los valores de los específicos se obtendrán a partir de las siguientes fórmulas: 𝑃. 𝐸. 𝑀𝑎𝑠𝑎𝑆𝑆𝑆 =

𝐵 𝐵−𝐶

𝑃. 𝐸. 𝑀𝑎𝑠𝑎 =

𝐴 𝐵−𝐶

𝑃. 𝐸. 𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 =

𝐴 𝐴−𝐶

Donde: A: Peso de la muestra secada al horno en g. B: Peso de la muestra saturada superficialmente seca C: Peso muestra saturada en agua en g. De

los 𝐴 = 3963.1𝑔

datos

registrados: 𝐶 = 2490.5𝑔

𝐵 = 4000𝑔

De lo cual obtenemos los siguientes resultados: 𝑷. 𝑬. 𝑴𝒂𝒔𝒂𝑺𝑺𝑺 = 𝟐. 𝟔𝟓

𝑷. 𝑬. 𝑴𝒂𝒔𝒂 = 𝟐. 𝟔𝟐

𝑷. 𝑬. 𝑨𝒑𝒂𝒓𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝟐. 𝟔𝟗

PARA LA PIEDRA

Los valores de los específicos se obtendrán a partir de las siguientes fórmulas: 𝑃. 𝐸. 𝑀𝑎𝑠𝑎𝑆𝑆𝑆 =

500 𝑉−𝑊

𝑃. 𝐸. 𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 =

𝑃. 𝐸. 𝑀𝑎𝑠𝑎 =

𝐴 𝑉−𝑊

𝐴 𝑉 − 𝑊 − (500 − 𝐴)

Donde: A: Peso de la arena secada al horno, en g V: Volumen del balón

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W: Peso del agua De los datos registrados: 𝐴 = 493.7𝑔

𝑉 = 500𝑚𝑙

𝑊 = 312.2𝑔

De lo cual obtenemos los siguientes resultados: 𝑷. 𝑬. 𝑴𝒂𝒔𝒂𝑺𝑺𝑺 = 𝟐. 𝟔𝟔

𝑷. 𝑬. 𝑴𝒂𝒔𝒂 = 𝟐. 𝟔𝟑

𝑷. 𝑬. 𝑨𝒑𝒂𝒓𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝟐. 𝟕𝟏

ENSAYO DE DURABILIDAD DURABILIDAD Es la propiedad que tiene un cuerpo o materia a la erosión química. Consiste que a la muestra (agregado) se lo someterá a un agente químico (sulfato de sodio o sulfato de magnesio) durante cinco ciclos para finalmente pesar el material final previo lavado y secado, para ver si el material cumple con las exigencias de la Norma o el expediente técnico de proyecto.

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO Se realiza el análisis granulométrico por tamizado, calculando los porcentajes retenidos en cada uno de los tamices. Se procede separadamente para el agregado grueso y al fino. PARA EL AGREGADO GRUESO



La muestra se tamiza por la malla N°4 y se trabaja con el material retenido en este tamiz.



El material lavado y seco se coloca en los recipientes por separado



Si el material comprendido entre los tamices es menor de 5% estas no intervienen en el ensayo. Su correspondiente pérdida será el promedio de la pérdida superior o inferior.



El material será sumergido en el sulfato de sodio por espacio de 20 a 24 horas cubriendo al agregado totalmente.



Retiran la muestra de la solución y secar en el horno a 110°C.



Colocar nuevamente solución hasta completar 5 ciclos.



Al término lavar la muestra hasta eliminar los sulfatos y secar a 110°C para verificar los pesos en los mismos tamices de ensayo.

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Para la granulometría general Resultado =Σ % Pérdida corregida PARA EL AGREGADO FINO



La muestra se tamiza por la malla 3/8” y se trabaja con el material que pasa por este tamiz.



Se tamiza por las mallas N°4, 8, 16, 30 y 50, pesando aproximadamente 120 a 150 gr de material comprendido entre los siguientes tamices: ¾´´ N°4 N°8 N°16 N°30



a a a a a

N°4 N°8 N°16 N°30 N°50

Se coloca en taras distintas según el diámetro, se lava y se pone a secar en horno a 110°C.



Se vuelve a tamizar por las mismas mallas, luego se pesa 100 gr de cada grupo. Se le añade el sulfato de sodio de modo que cubra completamente el material; y se procede de la misma manera que con el agregado grueso, cumpliendo los cinco ciclos.



Al final se lava y seca las muestras para determinar el desgaste.

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ENSAYO DE IMPUREZAS ORGÁNICAS ENSAYO DE MALLA N°200 ENSAYO DE ABRASIÓN La resistencia a la abrasión, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedad que depende principalmente de las características de la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partículas van a estar sometidas a un roce continuo como es el caso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados que se utilizan deben estar duros. La Máquina de los Ángeles. Es un aparato constituido por un tambor cilíndrico hueco de acero de 500 mm de longitud y 700 mm de diámetro aproximadamente, con su eje horizontal fijado a un dispositivo exterior que puede transmitirle un movimiento de rotación alrededor deleje. El tambor tiene una abertura para la introducción del material de ensayo y de la carga abrasiva; dicha abertura está provista de una tapa que debe reunir las siguientes condiciones: 

Asegurar un cierre hermético que impida la pérdida del material y del polvo.



Tener la forma de la pared interna del tambor, excepto en el caso de que por la disposición de la pestaña que se menciona más abajo, se tenga certeza de que el material no puede tener contacto con la tapa durante el ensayo.



Tener un dispositivo de sujeción que asegure al mismo tiempo la fijación rígida de la tapa al tambor y su remoción fácil.

Para determinar la dureza se utiliza un método indirecto cuyo procedimiento se encuentra descrito en las Normas de Ensayo de Materiales para los agregados gruesos, consiste básicamente

en

colocar una cantidad especificada de agregado dentro de la Máquina de los Ángeles. Se añade una carga de bolas de acero y se le aplica un número determinado de revoluciones.

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El choque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasión y los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del material desgastado expresándolo como porcentaje inicial.

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO Determinar la granulometría en % retenidos de la muestra, a fin de elegir el método de acuerdo a los tamices que tiene el mayor porcentaje de retenidos. Prepara el material (5kg o 10kg) dependiendo si la muestra de agregados es mayor a 2” o menor a 2”. Material < 2”

→ ASTM C-131 (5 kg)

Material > 2” → ASTM C-535 (10 kg) Revisar si la máquina de los ángeles está en buen estado, ya que si esta contiene residuos mayores a 2mm se requiere limpiarla; luego se coloca la muestra, luego colocar la muestra abrasiva, para finalmente hacer girar la máquina a 30-33 rpm, durante 500 revoluciones.

Luego el material es retirado y tamizado por la malla # 12. TIPO DE GRADUACION

MÉTODO “A”

Peso muestra al comenzar el ensayo

5000 g

Peso material retenido en el tamiz N°12

40 g

Peso material que pasa en el tamiz N°12

4960g

Porcentaje de desgaste(%)

99.2

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CONCLUSIONES 



El porcentaje de abrasión es 99.2% para el método “A”, la Norma menciona 40% cómo valor máximo para la costa, como vemos sobrepasa el valor máximo y por ende no se puede trabajar en la costa con este valor de desgaste. Si el porcentaje de desgaste para la durabilidad para el agregado grueso y para el agregado fino es menor del 12% entonces el material usado podrá ser utilizado en climas con muy baja temperatura.

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



Una de las consideraciones que se debe tener es el lavado de la muestra antes y después de ser ensayada para evitar sobre estimaciones del peso que se obtiene al final y por ende el porcentaje de desgaste. Aprendimos como determinar el porcentaje de humedad de los agregados de una forma sencilla y eficaz, obteniendo como resultados:

%ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 = 0.931% %ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑜 = 1.276%

BILBIOGRAFÍA   

https://es.slideshare.net/guidocespedescondori/informe-contenido-de-humedad https://es.slideshare.net/dens15tas/estudio-tecnologico-de-los-agregados-fino-y-grueso https://es.pdfcoke.com/doc/25943181/Ensayo-3-Determinacion-de-La-Humedad-de-LaArena-Grava

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