Diseño de mezclas

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES II

INFORME Nº 12

TEMA: Diseño de mezclas

ALUMNO: Narváez Pupiales Javier Israel

SEMESTRE: Cuarto

PARALELO: Primero

GRUPO: 4

FECHA DE EJECUCIÓN: 2011 – 07 – 05

FECHA DE ENTREGA: 2011 – 07 – 15

PERIODO LECTIVO

Mar. 2011 – Ago. 2011

1. INTRODUCCIÓN

El diseño de mezclas es un proceso para seleccionar los ingredientes adecuados para un hormigón y

determinar sus cantidades relativas en forma económica y que cumpla las propiedades

indispensables de consistencia, resistencia y durabilidad.

El diseño de mezclas se efectúa tomando en cuenta cada una de las propiedades de los ingredientes

del hormigón, que definitivamente incidirán en los resultados del diseño.

Cualquiera que sea el método de diseño de mezclas, se debe considerar dos grupos de requisitos

fundamentales:

a) Propiedades del hormigón fresco, para cumplir con los requisitos del tipo de construcción, técnicas

de transporte, colocación y consolidación del hormigón.

b) Propiedades del hormigón endurecido, para cumplir con los requisitos de resistencia, durabilidad y

servicio del hormigón.

MÉTODO DE LAS NORMAS ACI – 613 – 54 y ACI – 211.1 – 74

Este método se basa en datos tabulados que se han obtenido de la experiencia en un gran número

de mezclas de prueba. Estos valores tabulados relacionan:

1. La consistencia del hormigón fresco, con el tipo de construcción.

2. Las cantidades de agua que se requieren, con los diferentes grados de consistencia, tipo de

estructura y grado de exposición ambiental.

3. El tamaño máximo del agregado grueso, con la sección mínima a hormigonar.

4. La resistencia a la compresión del hormigón, con la relación agua / cemento.

5. El volumen aparente del agregado grueso, con el módulo de finura del agregado fino.

Para el diseño de las mezclas debe obtenerse los siguientes datos del laboratorio:

1. AGREGADOS:

- Análisis y datos de granulometría.

- Densidad de volumen en estado saturado con superficie seca.

- Capacidad de absorción.

- Contenido de humedad.

- Densidad aparente compactada.

2. CEMENTO:

- Densidad real del cemento.

- Densidad aparente del cemento.

- Si no tiene o no introductores de aire.

3. PROCEDIMIENTO:

El hormigón debe prepararse con la menor cantidad posible de agua de mezclado, acorde con una

adecuada trabajabilidad, porque así se garantizará una máxima resistencia, durabilidad y otros

beneficios adicionales.

La mezcla debe diseñarse para producir un hormigón que cumpla con las siguientes propiedades:

1. Deberá utilizarse un agregado grueso de mayor tamaño posible, para obtener un hormigón

económico.

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2. Deberá ser de una consistencia adecuada que permita una colocación y compactación

satisfactoria.

3. De durabilidad suficiente para soportar las condiciones ambientales y más agentes destructivos.

3.1 Consistencia y tamaño máximo de los agregados

Las tablas Nº 1 y 2 recomiendan ciertas limitaciones para la consistencia (medida como

asentamiento) y el tamaño máximo del agregado grueso. Deben siempre evitarse las mezclas muy

húmedas, pues no se puede colocar en obra sin segregación y a la vez originan hormigones muy

pobres.

Debe utilizarse el mayor tamaño de agregado grueso; sin embargo, el tamaño máximo no debe ser

mayor que 1/5 de la menor dimensión de la estructura, ni mayor que 3/4 del menor espacio libre entre

las varillas de la estructura, pudiendo utilizarse tamaños menores si otras condiciones las solicitan.

3.2 Estimación de la cantidad de agua

La cantidad de agua por unidad de volumen de hormigón, para producir una mezcla de consistencia

deseada, depende del tamaño máximo, forma, graduación del agregado y de la cantidad de cemento.

La tabla Nº 3 nos indica con suficiente aproximación la cantidad de agua recomendable.

Algunos materiales pueden necesitar menos agua que la indica en la tabla; en estos casos, se

recomienda no disminuir la cantidad de cemento en previsión de otros factores desventajosos que

sirve de compensación.

Por ejemplo, si se tiene una grava redondeada y un ripio angular normal, ambos similarmente

graduados y de buena calidad, generalmente producirán hormigones de aproximadamente de la

misma resistencia a la compresión para el mismo factor de cemento, pero con diferente relación

agua-cemento.

3.3 Relación agua / cemento

Las exigencias de calidad de un hormigón puede expresarse en términos de durabilidad y de una

resistencia mínima ó frecuentemente en términos de un factor de cemento mínimo.

Si el hormigón estará sujeto a la acción de sales y sulfatos, debe utilizarse cementos resistentes a

estos materiales (Tipo II o Tipo V). La tabla Nº 4 sirve de guía para seleccionar la relación agua /

cemento máxima permisible para diversos grados de exposición y diferentes tipos de estructura. Si

las condiciones ambientales no son severas, la relación agua / cemento se puede obtener de la tabla

Nº 5, pero en todo caso, para condiciones severas, se escogerá la menor relación agua / cemento de

las dos tablas.

El factor de cemento necesario se puede calcular utilizando la relación agua / cemento máxima

permisible y la cantidad de agua requerida en la tabla Nº 3.

3.4 Cantidad de agregado grueso

Se puede estimar con buena aproximación la cantidad de agregado grueso, para agregado graduado

dentro de los límites convencionales, tomando las relaciones empíricas indicadas en la tabla Nº 6. Los

valores indicados corresponden a los volúmenes aparentes de agregado compactado, seco al

ambiente, por unidad de volumen.

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Para lograr mejores resultados o cuando se desee obtener un hormigón de alta resistencia, debe

reducirse el tamaño máximo del agregado, pues así se logra mayores resistencias para una relación

agua / cemento dada.

En el caso de agregados diferentes, especialmente de aquellos que tienen forma diferente de las

partículas, la utilización del mismo volumen de agregado da lugar a diferente contenido de vacíos.

Por ejemplo, los agregados angulares tienen un contenido de vacíos mayor que las gravas, y por lo

tanto requieren mayor cantidad de mortero. En este procedimiento no se refleja la variación en la

graduación que tienen los diferentes tamaños nominales de agregados, excepto por el diferente

contenido de vacíos que tiene cada uno de ellos. Sin embargo, para gravas que caen dentro de los

límites de las normas convencionales de graduación, esta omisión es probablemente de escasa

importancia práctica.

MÉTODO DE LA DENSIDAD ÓPTIMA

Este método, desarrollado y complementado en el laboratorio de Ensayo de Materiales de la U.C.E,

se fundamenta en la consideración general de crear una roca artificial mediante el relleno de espacios

vacíos que simultáneamente dejan los agregados, para ser rellenados con pasta de cemento y agua,

bajo las siguientes consideraciones:

a) Una tabla empírica, basada en la experiencia, que nos permite obtener la relación agua / cemento

en función de la resistencia a obtenerse en el hormigón.

b) Un volumen aparente de agregado grueso que contiene un cierto porcentaje de vacíos entre

partículas, que debe ser llenado por agregado fino.

c) La mezcla de agregado fino y grueso, correspondiente a su densidad óptima, deja un porcentaje de

vacíos que deben ser llenados por la pasta de cemento y agua. Pero esta pasta no solo debe ocupar

los vacíos que deja la mezcla de agregados, sino que debe recubrir todas y cada una de las

partículas, constituyendo el enlace o nexo de unión entre las partículas.

El procedimiento a seguirse es el siguiente:

1. Seleccionar la relación agua / cemento del siguiente cuadro:

RESISTENCIA(Mpa)

W / C

14 0,8018 0,7022 0,6026 0,5430 0,4834 0,4338 0,3842 0,35

2. Calcúlese la densidad real de la mezcla de agregados grueso y fino y el porcentaje óptimo de

vacíos, mediante las siguientes ecuaciones:

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La justificación matemática de estas ecuaciones se hace evidente, partiendo de los volúmenes reales

y aparentes de los agregados.

3. El porcentaje óptimo de vacíos será llenado con pasta de cemento y agua, añadiéndose algo más

de pasta para recubrir todas las partículas de los agregados y para darle al hormigón mejor

trabajabilidad y plasticidad, seleccionándose de acuerdo a la siguiente tabla:

ASENTAMIENTO(cm)

CANTIDAD DE PASTA(%)

0 – 3 %OV + 3% (%OV)

3 – 6 %OV + 6% (%OV)

6 – 9 %OV + 9% (%OV)

9 – 12 %OV + 12% (%OV)

12 – 15 %OV + 14% (%OV)

4. Calcúlese la cantidad de materiales para un metro cúbico de hormigón, mediante la aplicación de

las siguientes ecuaciones, que también son evidentes:

Si la cantidad de pasta en peso es: CP = W + C

Transformamos en volumen, puesto que la cantidad de pasta expresada en porcentaje es equivalente

en volumen:

Como la cantidad de pasta se expresa en porcentaje, para obtener la cantidad por metro cúbico,

simplemente multiplicamos por 10.

La cantidad de cada uno de los agregados se calculará mediante las ecuaciones, que también son

evidentes:

Finalmente, conociendo la capacidad de absorción y el contenido de humedad de los agregados, se

efectuará la corrección respectiva a la dosificación y se realizará una mezcla experimental en la cual

se efectuarán las modificaciones necesarias hasta obtener el hormigón deseado.

Citas bibliográficas:

1. http://www.construmatica.com/construpedia/Hormig%C3%B3n

2. http://www.construaprende.com/Lab/12/Prac12-1.htm

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2. NORMAS

1. Método estándar de ensayo para determinar la densidad del cemento hidráulico:

Norma: ASTM C 188 - 95

2. Método estándar de ensayo para determinar la consistencia normal del cemento hidráulico:


3. Especificación de norma para agregados para concreto:


4. Método de ensayo para el análisis granulométrico de los agregados fino y grueso:


5. Método de ensayo para determinar las impurezas orgánicas en el agregado fino:


6. Método de ensayo para determinar la resistencia a la abrasión del agregado grueso en la

máquina de Los Ángeles:


7. Método de ensayo para determinar el peso volumétrico (densidad suelta, peso unitario, masa

unitaria) y vacíos en el agregado:


8. Método de ensayo para determinar la densidad, densidad relativa y la absorción de los agregados

gruesos:


9. Método de ensayo para determinar la densidad, densidad relativa y la absorción de los agregados

finos:


10. Método de ensayo para determinar el revenimiento (asentamiento) del concreto:


11. Método de ensayo para determinar la resistencia a compresión de cilindros de concreto:


3. OBJETIVOS

Objetivos generales:

1. Realizar un diseño de hormigón utilizando el método ACI ó el método de la densidad óptima para

un cierto número de cilindros estándar de hormigón.

2. Determinar a los 7 días de fabricación la resistencia a la compresión de los cilindros estándar de

hormigón.

3. Comprobar que los esfuerzos obtenidos en los cilindros estándar de hormigón se encuentren

entre un 65 a 70 % del f’c = 35 Mpa.

Objetivos específicos:

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1. Determinar la densidad real del cemento utilizando el método del picnómetro y el frasco de

lechatellier.

2. Calcular el módulo de finura y el tamaño nominal máximo del agregado grueso.

3. Calcular el módulo de finura del agregado fino.

4. Realizar el trazado de la curva granulométrica para determinar si dichos agregados están dentro

de los límites específicos según la norma.

5. Determinar mediante un ensayo de abrasión en la máquina de los ángeles el desgaste expresado

en porcentaje y el coeficiente de uniformidad que presenta una muestra de agregado grueso.

6. Determinar mediante un análisis de colorimetría la presencia o no de materia orgánica en una

muestra de agregado fino.

7. Determinar la densidad aparente suelta y compacta del agregado grueso y fino.

8. Realizar el diagrama densidad aparente vs. porcentaje de mezcla, y determinar la densidad

aparente máxima y la densidad aparente óptima de los agregados.

9. Determinar la capacidad volumétrica (peso específico) en muestras de agregado grueso y fino a

partir del humedecimiento de estos.

10. Determinar la capacidad de absorción en muestras de agregado grueso y fino a partir de la

relación entre el estado de equilibrio (estado SSS).

11. Observar y calificar las propiedades del hormigón fresco para la dosificación diseñada.

12. Realizar las veces que sea necesario el respectivo asentamiento con el cono de Abrams hasta

obtener 8 + 1 cm.

13. Analizar los resultados obtenidos en esta práctica y establecer las conclusiones respectivas.

4. EQUIPO Y MATERIAL

DENSIDAD REAL DEL CEMENTO

EQUIPO

1. Balanza electrónica (A = ± 0,1 gr) de capacidad 4000 gr.

2. Picnómetro 500 ml

3. Frasco de Lechatellier (A = + 0,1 ml)

MATERIAL

1. Cemento Selva Alegre (300 – 400 gr)

2. Gasolina

3. Vaso de precipitación

4. Pipeta

5. Embudo de cuello largo

6. Espátula metálica

GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO FINO Y GRUESO

EQUIPO

1. Balanza (A = ± 0,2 kg) de capacidad 100 Kg.

2. Balanza electrónica (A = + 0,1 gr) de capacidad 4000 gr.

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MATERIAL

1. Agregado fino (arena) del Chasqui 500 gr.

2. Agregado grueso (ripio) de Pifo 10 Kg.

3. Una carretilla y 2 palas

4. Bandejas metálicas

5. Tamizadora mecánica (2”, 1½”, 1”, ¾”, ½”)

6. Tamices ( 3/8”, Nº 4, Nº 8, Nº 16, Nº 30, Nº 50, Nº 100 )

ABRASIÓN Y COLORIMETRÍA

EQUIPO

1. Balanza (A = ± 1 gr) de capacidad 21 Kg.

2. Balanza electrónica (A = + 0,1 gr) de capacidad 4000 gr.

MATERIAL

1. Agregado fino (arena) del Chasqui (500 – 600 gr)


3. Sosa caustica (solución al 3%)

4. Una carretilla y 2 palas

5. Tamices (2”, 1½”, 1”, ¾”, ½”, ⅜ “)

6. Máquina de los ángeles y 12 esferas de acero.

7. Un tamiz Nº 12

8. Bandejas metálicas y un frasco de plástico.

DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DE LOS AGREGADOS

EQUIPO

1. Balanza (A = ± 1 gr) de capacidad 21 Kg.

2. Balanza (A = + 0,2 Kg) de capacidad 100 Kg.

MATERIAL

1. Agregado fino (arena) del Chasqui 25 Kg.


3. Una carretilla y 2 palas.

4. Un recipiente metálico de masa = 5233 gr. y volumen = 15710 cm3.

5. Un recipiente metálico de masa = 1981 gr. y volumen = 2891 cm3.

6. Una bandeja metálica rectangular grande para la mezcla.

7. 2 varillas para compactar.

8. Bandejas metálicas para pesar y añadir la arena a la mezcla.

DENSIDAD EN ESTADO SSS Y CAPACIDAD DE ABSORCIÓN

EQUIPO

1. Balanza (A = + 1 gr.) de capacidad 21 Kg.

2. Balanza hidrostática (A = + 1 gr.) de capacidad 21 Kg.

3. Balanza electrónica (A = + 0,1 gr.) de capacidad 4000 gr.

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4. Horno de secado, a temperatura constante de (105°C ± 5°C)

MATERIAL

1. Agregado fino (arena saturada) del Chasqui 500 gr.

2. Agregado grueso (ripio saturado TNM 3/4") de Pifo 3 kg.

3. Agua

4. Balde de plástico grande

5. Bandeja metálica para la muestra de ripio

6. Franela

7. Canastilla metálica

8. Bandeja rectangular grande para secar la arena

9. Recipiente pequeño para la muestra de arena

10. Hojas de papel periódico

11. Picnómetro de 500 cm3.

12. Molde tronco-cónico pequeño

13. Pizón para compactar (m = 340 gr)

DISEÑO DE LA MEZCLA DE HORMIGÓN POR EL MÉTODO ACI

EQUIPO

1. Balanza (A = + 0,2 Kg) de capacidad 100 Kg.

2. Balanza (A = + 1 gr) de capacidad 21 Kg.

3. Recipiente de plástico (A = + 1 cm3) de capacidad 1000 cm3.

4. Flexómetro (A = + 1 mm)

5. Máquina SOILTEST (A = + 200 gr) de capacidad 120000 Kg.

MATERIAL

1. Agregado fino (arena) del Chasqui 10,26 Kg.

2. Agregado grueso (ripio) de Pifo 17,23 Kg.

3. Cemento Selva Alegre 8,50 Kg.

4. Agua potable 4,01 Kg.

5. Una carretilla y 2 palas.

6. Bandejas metálicas pequeñas.

7. Una bandeja metálica rectangular grande para la mezcla.

8. Cono de Abrams y una varilla para compactar.

9. Martillo de goma y palustre

10. 3 Cilindros grandes estándar (Ø = 150 mm y h = 300 mm)

5. PROCEDIMIENTO


Con el picnómetro:

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1. Determinar la masa del picnómetro vacío, observándose que el mismo se encuentre limpio y

seco, dicho valor será anotado en el espacio correspondiente.

2. Añadir una cierta cantidad de cemento (300 – 400g) en el picnómetro y medir la masa en

conjunto.

3. Añadimos gasolina en el picnómetro hasta la línea de aforo tomando en consideración que se

debe agitar y mover rotacionalmente al mismo para quitar el aire introducido en el proceso de

ensayo. Pesamos el conjunto y anotamos en el espacio correspondiente.

4. Desalojamos el contenido del picnómetro y lavamos el mismo con gasolina hasta que se

encuentre libre de partículas de cemento.

5. Llenamos nuevamente el picnómetro con gasolina hasta la línea de aforo obteniendo con esto

el volumen de la gasolina.

Con el frasco de lechatellier:

1. Agregamos gasolina en el frasco evitando que las paredes laterales se mojen con el líquido.

Se lo hará hasta una lectura cualesquiera por encima del cero, siendo esta la medida del

volumen inicial.

2. Colocamos el conjunto (frasco + gasolina) en la balanza digital, obteniendo de esta manera la

masa inicial.

3. Se añade aproximadamente 60g de cemento en el frasco + gasolina, dicho proceso durará

hasta obtener una lectura cualesquiera por encima de los 18 ml.

4. Tomamos la lectura final del frasco + gasolina + cemento, obteniendo de esta manera el

volumen y la masa final de dicho conjunto.

GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO GRUESO Y FINO

Granulado grueso (ripio):

1. Ir a los silos respectivos y tomar una muestra grande de unos 50 kg más o menos.

2. Depositar el agregado grueso en una superficie plana formando un montón o pila y proceder

a realizar el cuarteo hasta obtener una muestra representativa de más o menos 10 kg.

3. La muestra representativa colocar en una bandeja de metal, pesar el conjunto (bandeja +

agregado) y anotar en el espacio correspondiente.

4. Llevar el conjunto (bandeja + agregado) hacia la tamizadora mecánica, derramar el agregado

y mantener encendida la tamizadora durante unos dos minutos.

5. Sacar cada tamiz divisor de la tamizadora y colocar las muestras retenidas en bandejas

diferentes.

6. Lo que queda en la bandeja de metal de la tamizadora, por ser granulados más pequeños,

colocar en tamices más pequeños y tamizar.

7. Proceder a pesar cada conjunto (bandeja + cantidad retenida) y anotar en el espacio

correspondiente.

Granulado fino (arena):

1. Ir a los silos respectivos y tomar una muestra de unos 10 kg más o menos en un recipiente.

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2. Proceder a realizar el cuarteo respectivo hasta obtener una muestra representativa de más o

menos 500 - 600 gr.

3. La muestra representativa colocar en una bandeja de metal, pesar el conjunto (bandeja +

agregado) y anotar en el espacio correspondiente.

4. Llevar el conjunto (bandeja + agregado) hacia los tamices manuales que se encuentran

colocados en forma vertical desde el tamiz Nº 3/8” hasta el tamiz Nº 100, derramar el

agregado y agitar por unos dos minutos hasta que se esparzan distributivamente los

granulados.

5. Separa los tamices y colocar las muestras retenidas en recipientes diferentes.

6. Proceder a pesar cada conjunto (recipiente + cantidad retenida) y anotar en el espacio

correspondiente.

ABRASIÓN Y COLORIMETRÍA

Ensayo de abrasión en agregado grueso (ripio):


2. Realizar el tamizado respectivo y tomar el agregado que se ha retenido en los tamices: 1”, ¾

“, ½ “y ⅜ “.

3. Colocar las muestras retenidas en recipientes diferentes y proceder a pesar de cada conjunto

(recipiente + cantidad retenida) 1250 gr, obteniendo así una masa inicial de 5000 gr.

4. Colocar el material pesado en la máquina de los ángeles junto con 12 esferas de acero,

prender la máquina y dejar rotar la máquina durante 100 revoluciones.

5. Sacar el material de la máquina, tamizar con el tamiz Nº 12 y pesar el material retenido.

6. Colocar nuevamente este material en la máquina junto con las 12 esferas y dejar rotar para

400 revoluciones más.

7. Sacar el material de la máquina, tamizar nuevamente y pesar el material retenido.

Ensayo de colorimetría en agregado fino (arena):

1. Ir a los silos respectivos y tomar una muestra representativa de más o menos 500 - 600 gr.

2. Colocar el agregado fino en un frasco graduado hasta 130 cm3 e introducir sosa cáustica

hasta completar los 200 cm3.

3. Eliminar las burbujas de aire de la mezcla girando el frasco en forma inclinada.

4. Tapar el frasco y dejar reposar durante 24 horas.

5. Pasado el tiempo de reposo, observar el color del líquido; y de esta manera deducir si hay o

no materia orgánica en el agregado fino.

DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DE LOS AGREGADOS

Densidad aparente suelta para el agregado grueso (ripio):


2. Encerar la balanza de A + 0,2 Kg. con una bandeja metálica y pesar 40 Kg. de agregado

grueso. Dicho agregado regar en una bandeja metálica rectangular grande y mezclar el

agregado con el fin de que las partículas se repartan uniformemente.

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3. Tomar el valor de la masa y volumen del recipiente metálico vacío y registrar dichos valores

en el espacio correspondiente.

4. Llenar el recipiente metálico con el agregado grueso (sin compactar) hasta exceder en su

volumen, enrasar con la varilla haciendo coincidir la superficie del agregado con los bordes

del recipiente.

5. Determinar el peso del conjunto y registrar en el sitio adecuado del formulario. Por diferencia

determinar y registrar el peso del agregado grueso.

6. Repetir los pasos 4 y 5 por lo menos dos veces más, sacar un promedio de los pesos del

agregado grueso registrados y determinar la densidad aparente suelta.

NOTA: repetir todo el procedimiento anterior para determinar la densidad aparente suelta del

agregado fino (arena).

Densidad aparente compactada para el agregado grueso (ripio):

1. El agregado grueso que se encuentra en la bandeja metálica rectangular grande, mezclar con

el fin de que las partículas se repartan uniformemente.

2. Llenar el recipiente metálico con el agregado grueso hasta 1/3 de su volumen y con la varilla

golpear 25 veces al agregado con el fin de compactar.

3. Llenar 1/3 más de este recipiente con agregado grueso y compactar.

4. Finalmente completar este recipiente con agregado grueso hasta exceder en su volumen,

enrasar con la varilla haciendo coincidir la superficie del agregado con los bordes del

recipiente.


determinar y registrar el peso del agregado grueso.

6. Repetir los pasos 2, 3, 4, 5 por lo menos dos veces más, sacar un promedio de los pesos del

agregado grueso registrados y determinar la densidad aparente compactada.

NOTA: repetir todo el procedimiento anterior para determinar la densidad aparente compactada del

agregado fino (arena).

Densidad óptima de los agregados:

1. Sabiendo que existen 40 kg de ripio que corresponden al 100%, determinar un porcentaje

respectivo de arena para 100, 90, 80, 75, 70, 65, 60, 55 % de ripio.

2. Luego de determinar estas masas, agregar el primer porcentaje de arena y mezclar con el

ripio uniformemente para que el ensayo tenga la validez correspondiente.

3. Colocar la mezcla en el recipiente metálico y a cada tercio del volumen del recipiente,

compactar con la varilla dando 25 golpes uniformemente.

4. Enrasar con la varilla haciendo coincidir la superficie de la mezcla con los bordes del

recipiente.


determinar y registrar la masa de la mezcla.

6. Continuar el ensayo, colocando a la mezcla consecutivamente los respectivos porcentajes de

arena ya calculadas hasta llegar a un equilibrio; es decir, 50 % de ripio y 50 % de arena.

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7. Cos datos obtenidos proceder a calcular la densidad aparente máxima y la densidad aparente

óptima de la mezcla.


Peso específico y capacidad de absorción del agregado grueso:

1. Dejar sumergido en agua una cierta cantidad de ripio (TNM 3/4") durante 24 horas, con el fin

de que las partículas del agregado se hidraten totalmente.

2. Luego de 24 horas, destilar y secar con la franela aproximadamente 3 kg. de ripio hasta que

cada partícula del agregado pierda el brillo (estado SSS).

3. Pesar la bandeja metálica vacía procurando de que este seca y limpia

4. Colocar la muestra de ripio en estado SSS en la bandeja, pesar el conjunto y anotar en el

espacio correspondiente.

5. Pesar la canastilla metálica sumergida en agua con la ayuda de la balanza hidrostática.

6. Colocar el ripio en estado SSS en la canastilla, pesar el conjunto sumergido en agua con la

ayuda de la balanza hidrostática y anotar en el espacio correspondiente.

7. El material pesado en el agua colocar en la bandeja metálica ya pesada e introducir al horno

por 24 horas.

8. Regresar al siguiente día y pesar nuevamente el conjunto bandeja + material seco.

Peso específico y capacidad de absorción del agregado fino

1. Dejar sumergida en agua una cierta cantidad de arena durante 24 horas, con el fin de que las

partículas del agregado se hidraten totalmente.

2. Luego de 24 horas, destilar y secar al sol hasta obtener el estado SSS.

3. Para verificar que la arena se encuentra en una humedad trabajable, colocar cuidadosamente

arena en el molde tronco-cónico hasta exceder en su volumen y compactar dejando caer el

pizón 25 veces.

4. Levantar cuidadosamente el molde tronco-cónico y si se comienza a derrumbar dando dos

golpes ligeros en la bandeja, entonces se dice que la arena está en estado SSS; caso

contrario, seguir secando la arena con la ayuda de papel periódico hasta conseguir lo

deseado.

5. Pesar el recipiente pequeño vacío y luego colocar una cierta cantidad de arena en estado

SSS.

6. Pesar el conjunto recipiente + arena SSS y anotar en el espacio correspondiente.

7. El material pesado introducir en el horno por 24 horas y al día siguiente pesar nuevamente el

conjunto recipiente + material seco.

Para calcular el volumen utilizar el método del picnómetro:

1. Determinar la masa del picnómetro vacío, observándose que el mismo se encuentre limpio y

seco, dicho valor será anotado en el espacio correspondiente.

2. Añadir una cierta cantidad de arena en el picnómetro y medir la masa en conjunto.

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3. Añadir agua en el picnómetro hasta la línea de aforo tomando en consideración que se debe

agitar y mover rotacionalmente al mismo para quitar el aire introducido en el proceso de

ensayo. Pesar el conjunto y anotar en el espacio correspondiente.

4. Desalojar el contenido del picnómetro y lavar el mismo con agua hasta que se encuentre libre

de partículas de arena.

5. Llenar nuevamente el picnómetro con agua hasta la línea de aforo obteniendo con esto el

volumen del agua.


1. Determinar la masa total de la mezcla (40 Kg) para tres cilindros estándar de hormigón.

2. De acuerdo a la dosificación (0,43: 1,00: 2,06: 1,24) calcular la masa de cada uno de los

componentes, que en nuestro caso nos dio 3,6 Kg de agua; 8,5 Kg de cemento, 17,4 Kg de

ripio y 10,5 Kg de arena.

3. Conociendo la capacidad de absorción y el porcentaje de humedad de los agregados,

calcular las nuevas masas de los componentes de la mezcla, que en nuestro caso nos dio

4,01 Kg de agua; 8,50 Kg de cemento; 17,23 Kg de ripio y 10,26 Kg de arena.

4. Encerar la balanza de A + 0,2 Kg. con una bandeja metálica y pesar las respectivas masas

corregidas de arena y ripio. Para pesar los 4,01 Kg de agua utilizar el recipiente de plástico de

1000 cm3 de capacidad.

5. Colocar la arena y el cemento en la bandeja metálica rectangular grande y mezclar llevando

la mezcla de un lado hacia otro.

6. A la mezcla añadir el ripio y mezclar nuevamente llevando de un lado hacia otro, no

mezclándola en el mismo sitio lo cual sería incorrecto.

7. Una vez mezclado los 3 componentes, añadir el agua y mezclar llevando la mezcla de un

lado hacia otro hasta obtener una pasta densa y homogénea.

8. Distinguir las respectivas propiedades del hormigón fresco.

9. Realizar el ensayo de asentamiento con el cono de Abrams las veces que sea hasta obtener

el asentamiento de 8 + 1 cm.

10. Llenar los 3 cilindros estándar con la mezcla de hormigón fabricado teniendo en cuenta la

forma de colocación.

11. Desencofrar al día siguiente los cilindros de hormigón y colocar en la cámara de humedad

para realizar un adecuado curado del hormigón.

12. Ensayar a compresión los cilindros testigos de hormigón a los 7 días de edad.

13. Realizar los cálculos y el análisis correspondiente de la resistencia del hormigón.

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6. TABLA DE DATOSTABLA Nº 1


CON EL PICNÓMETRO

Masa del picnómetro vacío 172,1 g

Masa del picnómetro + cemento 458,3 g

Masa del cemento 286,2 g

Masa del picnómetro + cemento + gasolina 766,8 g

Masa del picnómetro + 500c.c. de gasolina 557,2 g

Volumen de gasolina 500,0 cm3

Determinación de la densidad del cemento 2,88 g/cm3

CON EL FRASCO DE LECHATELLIER

Lectura inicial del frasco de Lechatellier + gasolina 0,7 ml

Masa del frasco + gasolina 342,2 g

Lectura final del frasco + cemento + gasolina 18,9 ml

Masa final del frasco + cemento + gasolina 394,2 g

Determinación de la densidad del cemento 2,86 g/cm3

TABLA Nº 2

DENSIDAD APARENTE DEL CEMENTO

Datos:

Masa del recipiente vacío = 2584 gr.

Volumen del recipiente = 2872 cm3

1 2 3 4 5

Nº

Masa del cemento

suelto + recipiente

Masa cemento

suelto

Masa cemento

suelto promedio

Densidad aparente

del cemento

(gr) (gr) (gr) (gr/cm3)

1 5390 28062804,67 0,98

2 5398 2814

14 de 42

3 5378 2794

TABLA Nº 3

ENSAYO DE GRANULOMETRÍA DE GRANULADOS GRUESOS (ASTM C 136)

Origen: Pifo

Masa Inicial = 10000 gr. Módulo de finura = 7,18 TNM = 1”

1 2 3 4 5 6

TAMIZRETENIDO

% RETENIDO % PASA LÍMITESESPECÍFICOSPARCIAL (g) ACUMULADO (g)

2” 0,0 0,0 0,00 100,00 100

1½" 78,4 78,4 0,78 99,22 95 – 100

1” 852,3 930,7 9,31 90,69 ----

3/4" 2567,0 3497,7 34,98 65,02 35 – 70

1/2" 3240,0 6737,7 67,39 32,61 ----

3/8” 1666,0 8403,7 84,05 15,95 10 – 30

Nº 4 1381,0 9784,7 97,86 2,14 0 – 5

Bandeja 212,5 9997,2 100,00 0,00

TABLA Nº 4

ENSAYO DE GRANULOMETRÍA DE GRANULADOS FINOS (ASTM C 136)

Origen: Chasqui

Masa Inicial = 500 gr. Módulo de finura = 2,03

1 2 3 4 5

TAMIZ RETENIDO % RETENIDO % PASA

PARCIAL (g) ACUMULADO (g)

3/8” 0,0 0,0 0,00 100,00

Nº 4 0,4 0,4 0,08 99,92

Nº 8 9,4 9,8 1,96 98,04

Nº 16 52,0 61,8 12,36 87,64

Nº 30 104,0 165,8 33,17 66,83

Nº 50 159,2 325,0 65,03 34,97

Nº 100 125,5 450,5 90,14 9,86

Nº 200 38,0 488,5 97,74 2,26

Bandeja 11,3 499,8 100,00 0,00

15 de 42

TABLA Nº 5

ENSAYO DE ABRASIÓN EN AGREGADO GRUESO (ASTM C 131)

Origen: Pifo Graduación: Tipo A

1 Masa inicial 5009,4 gr

2 Retenido en el tamiz Nº 12 después de 100 revoluciones 4756,6 gr

3 Pérdida después de 100 revoluciones 252,8 gr

4 Pérdida después de 100 revoluciones -% 5,05 %

5 Retenido en el tamiz Nº 12 después de 500 revoluciones 3967,4 gr

6 Pérdida después de 500 revoluciones 1042,0 gr

7 Pérdida después de 500 revoluciones -% 20,80 %

8 Coeficiente de uniformidad (4/7) 0,24

ENSAYO DE COLORIMETRÍA EN AGREGADO FINO (ASTM C 40)

Origen: Chasqui

Sosa Cáustica a las 24 horas:

El color que adquirió la sosa cáustica fue de color amarillo claro, lo que quiere decir que es una arena

que se la puede utilizar para elaborar hormigones para aceras y bordillos.

TABLA Nº 6

DENSIDAD APARENTE SUELTA DEL AGREGADO GRUESO

Origen: Pifo

Datos:

Masa del recipiente vacío = 5233 gr. Volumen del recipiente = 15710 cm3

1 2 3 4 5

Nº

Masa del ripio

suelto + recipiente

Masa del ripio

suelto

Masa del ripio

suelto promedio

Densidad aparente

suelta del ripio


1 23700 18467

18500,33 1,182 23900 18667

3 23600 18367

16 de 42

TABLA Nº 7

DENSIDAD APARENTE COMPACTADA DEL AGREGADO GRUESO

Origen: Pifo

Datos:


1 2 3 4 5

Nº

Masa ripio comp. +

recipiente

Masa ripio

compactado

Masa ripio

comp. prom.

Densidad aparente

compactado del ripio


1 25200 19967

20033,67 1,282 25200 19967

3 25400 20167

TABLA Nº 8

DENSIDAD APARENTE SUELTA DEL AGREGADO FINO

Origen: Chasqui

Datos:


1 2 3 4 5

Nº

Masa de la arena

suelta + recipiente

Masa de la

arena suelta

Masa de la arena

suelta promedio

Densidad aparente

suelta de la arena


1 5826 3845

3850,33 1,332 5832 3851

3 5836 3855

TABLA Nº 9

DENSIDAD APARENTE COMPACTADA DEL AGREGADO FINO

Origen: Chasqui

Datos:


17 de 42

1 2 3 4 5

Nº

Masa arena comp. +

recipiente

Masa de la arena

compactada

Masa arena comp.

promedio

Densidad aparente

comp. de la arena


1 6176 4195

4188,33 1,452 6164 4183

3 6168 4187

TABLA Nº 10

DENSIDAD ÓPTIMA DE LOS AGREGADOS

Origen: Ripio de Pifo

Arena del Chasqui

Datos:

Masa del recipiente vacío = 5,233 Kg. Volumen del recipiente = 15,71 dm3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Mezcla % Masa Añadir arena

Masa recip. + mezcla

PromedioMasa

mezclaDensidad aparente

Ripio ArenaRipio Arena

(Kg) (Kg) (Kg) (Kg) (Kg) (Kg) (Kg/dm3)

100 0 40 0,00 0,00 --- --- --- --- ---

90 10 40 4,44 4,44 28,2 28,2 28,20 22,967 1,46

80 20 40 10,00 5,56 30,0 30,1 30,05 24,817 1,58

75 25 40 13,33 7,77 31,0 31,6 31,30 26,067 1,66

70 30 40 17,14 9,37 32,4 32,6 32,50 27,267 1,74

65 35 40 21,54 12,17 32,4 32,4 32,40 27,167 1,73

60 40 40 26,67 14,50 31,6 31,7 31,65 26,417 1,68

55 45 40 32,73 18,23 31,2 31,2 31,20 25,967 1,65

RESULTADOS:

δap máxima = 1,74 Kg/dm3

Ripio 70 %

Arena 30 %

δap óptima = 1,67 Kg/dm3

Ripio 74 %

Arena 26 %

TABLA Nº 11

18 de 42


Origen de los agregados: Ripio de Pifo

Arena del Chasqui

PESOS ESPECÍFICOS

AGREGADO GRUESO

Masa del recipiente vacío 5200 gr

Masa del recipiente + ripio en SSS 8200 gr

Masa del ripio en SSS 3000 gr

Masa de la canastilla sumergida en agua 1649 gr

Masa de la canastilla + ripio SSS sumergido en agua 3435 gr

Masa del ripio SSS en agua 1786 gr

Volumen desalojado 1214 cm3

Peso específico 2,47 gr/cm3

AGREGADO FINO

Masa del picnómetro vacío 157,4 gr

Masa del picnómetro + arena en SSS 419,5 gr

Masa de la arena en SSS 262,1 gr

Masa del picnómetro + arena en SSS + agua 799,9 gr

Masa del picnómetro + agua 500 cm3 656,5 gr

Volumen desalojado 118,7 cm3

Peso específico 2,21 gr/cm3

CAPACIDAD DE ABSORCIÓNAGREGADO GRUESO

Masa del recipiente + ripio en SSS 3294 gr

Masa del recipiente + ripio seco 3262 gr

Masa del recipiente 294 gr

Masa de agua 32 gr

Masa de ripio seco 2968 gr

Capacidad de absorción 1,08 %

AGREGADO FINO

Masa del recipiente + arena en SSS 732,7 gr

Masa del recipiente +arena seca 717,0 gr

Masa del recipiente 132,2 gr

Masa de agua 15,7 gr

Masa de arena seca 584,8 gr

Capacidad de absorción 2,68 %

19 de 42

TABLA Nº 12

HUMEDAD DE LOS AGREGADOS

Origen de los agregados: Ripio de Pifo

Arena del Chasqui

HUMEDADAGREGADO GRUESO

Masa del recipiente + ripio húmedo 2400,4 gr 1869,0 gr

Masa del recipiente + ripio seco 2398,5 gr 1868,8 gr

Masa del recipiente 294,4 gr 287,6 gr

Masa de agua 1,9 gr 2,2 gr

Masa de ripio seco 2104,1 gr 1579,2 gr

Humedad 0,09 % 0,14 %

Humedad promedio 0,12 %

AGREGADO FINO

Masa del recipiente + arena húmeda 1831,6 gr 1860,9 gr

Masa del recipiente +arena seca 1824,8 gr 1853,8 gr

Masa del recipiente 271,0 gr 179,2 gr

Masa de agua 6,8 gr 7,1 gr

Masa de arena seca 1553,8 gr 1674,6 gr

Humedad 0,44 % 0,42 %

Humedad promedio 0,43 %

20 de 42

TABLA Nº 13

DISEÑO DE LA MEZCLA DE HORMIGÓN POR EL MÉTODO DENSIDAD ÓPTIMA

1 2 3 4 5 6 7

MaterialDosificación

al peso

Cantidades Capacidad

de absorción

HumedadCantidad de agua

adicional

Cantidad corregida Dosificación

final

( kg ) ( % ) ( % ) ( kg ) ( kg )

Agua 0,41 3,2 ---- ---- ---- 3,56 0,45

Cemento 1,00 7,9 ---- --- ---- 7,90 1,00

Ripio 2,79 22,0 1,08 0,12 + 0,21 21,79 2,76

Arena 0,88 6,9 2,68 0,43 + 0,15 6,75 0,85

TABLA Nº 13.1

Ensayo: Compresión en hormigón a los 7 días de fabricación

Origen de los agregados: Ripio de Pifo y arena del Chasqui

Fecha de elaboración: 2011 – 07 – 05 Fecha de ensayo: 2011 – 07 – 15

Dosificación inicial: 0,41: 1,00: 2,79: 0,88 Dosificación final: 0,45: 1,00: 2,76: 0,85

Cantidades corregidas en kg:

1 2 3 4 5 6 7 8

Nº PROBET

A

DIÁMETROØ

(mm)

DIÁMETRO PROM.

Ø(mm)

ÁREAA

(mm2)

CARGAP

(kp)

CARGAP

(N)

ESFUERZOσ

(Mpa)

ESFUERZO PROMEDIO

σ(Mpa)

1

152

153 18385,39 39200 392000 21,32

21,10

153

154

2

151

152 18145,84 45400 454000 25,02152

153

3

150

152 18145,84 30800 308000 16,97152

154

TABLA Nº 14

AGUA = 3,56 kg

CEMENTO = 7,90 kg

RIPIO = 21,79 kg

ARENA = 6,75 kg

21 de 42


1 2 3 4 5 6 7

MaterialDosificación

al peso

Cantidades Capacidad

de absorción

HumedadCantidad de agua

adicional

Cantidad corregida Dosificación

final

( kg ) ( % ) ( % ) ( kg ) ( kg )

Agua 0,43 3,6 ---- ---- ---- 4,01 0,47

Cemento 1,00 8,5 ---- --- ---- 8,50 1,00

Ripio 2,06 17,4 1,08 0,12 + 0,17 17,23 2,03

Arena 1,24 10,5 2,68 0,43 + 0,24 10,26 1,21

TABLA Nº 14.1

Ensayo: Compresión en hormigón a los 7 días de fabricación

Origen de los agregados: Ripio de Pifo y arena del Chasqui

Fecha de elaboración: 2011 – 07 – 05 Fecha de ensayo: 2011 – 07 – 15

Dosificación inicial: 0,43: 1,00: 2,06: 1,24 Dosificación final: 0,47: 1,00: 2,03: 1,21

Cantidades corregidas en kg:

1 2 3 4 5 6 7 8

Nº PROBET

A

DIÁMETROØ

(mm)

DIÁMETRO PROM.

Ø(mm)

ÁREAA

(mm2)

CARGAP

(kp)

CARGAP

(N)

ESFUERZOσ

(Mpa)

ESFUERZO PROMEDIO

σ(Mpa)

1

152

153 18385,39 34600 346000 18,82

17,73

153

154

2

153

154 18626,50 32600 326000 17,50154

155

3

151

152 18145,84 30600 306000 16,86152

153

AGUA = 4,01 kg

CEMENTO = 8,50 kg

RIPIO = 17,23 kg

ARENA = 10,26 kg

22 de 42

7. DIAGRAMASGRANULOMETRÍA DEL AGREGADO GRUESO Y FINO

DIAGRAMA Nº 1

Origen: Pifo Masa Inicial = 10 000 gr. Módulo de finura = 6, 82 TNM = 1”

ESCALAS:

VERTICAL: 1cm = 12,5 %

HORIZONTAL: sin escala

23 de 42

DIAGRAMA Nº 2

Origen: Chasqui Masa Inicial = 500 gr. Módulo de finura = 2,03

ESCALAS:

VERTICAL: 1cm = 12,5 %

HORIZONTAL: sin escala

24 de 42


DIAGRAMA Nº 3

Origen: Ripio de Pifo

Arena de Chasqui

4 %

ESCALAS:

VERTICAL: 1cm = 0,25 Kg/m3

HORIZONTAL: 1cm = 2,5 %

25 de 42

8. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

1. La densidad del cemento es una propiedad característica que se puede alterar si el cemento

se encuentra en malas condiciones, pudiendo provocar en algunas obras civiles el colapso.

2 . En la curva granulométrica del agregado grueso se puede notar que la curva esta dentro de

los límites, lo que nos indica que es un buen material para el diseño de la mezcla.

3. En la curva granulométrica del agregado fino se puede notar que la curva no está dentro de

los límites de la gráfica; lo que nos indica que no es un buen material, pero dosificando los

agregados se podría obtener la granulometría más compactada.

4. El color amarillo claro adquirido de la sosa cáustica después de haber tenido contacto con el

agregado fino, nos indica que la arena no posee muchos compuestos orgánicos, ya que entre

más claro el líquido menos componentes orgánicos existen, por lo tanto se puede decir que

es apta para la fabricación de hormigón.

5. Siendo en esta práctica el porcentaje de pérdida del agregado grueso del 20,8 %, nos indica

que el ripio de Pifo es apto para usarse en el hormigón, puesto que el desgaste no es

excesivo, por lo tanto no se altera la calidad y resistencia del hormigón.

6. La densidad aparente suelta es menor que la densidad aparente compactada, ya que al

momento de compactar se eliminan algunos vacíos que se encuentran en el agregado y por

lo tanto el agregado compactado se hace más denso, razón por la cual se debe hacer, ya que

nos revela las características de los mismos y su posible dosificación en el hormigón.

7. A medida que fuimos añadiendo arena a la mezcla, la densidad aparente siguió aumentando

hasta un punto en donde el ripio estaba en un 70 % y la arena en un 30%, luego de esto la

densidad aparente siguió disminuyendo por la que la arena sigue llenando cada vez más los

espacios dejados por el ripio.

8. En los resultados finales de los ensayos de absorción se puede ver con claridad que el

porcentaje de absorción de la arena es de 2,68 % la cual es mayor al porcentaje de absorción

del ripio que es de 1,08 %, por lo tanto se puede decir que la arena absorbe más agua que el

ripio.

9. En los esfuerzos a la compresión obtenidos en los cilindros de hormigón diseñados por el

método de la densidad óptima, se puede ver que unos dos valores están fuera del rango 65%

- 70% del f’ = 35 Mpa, lo cual se puede decir que en está dosificación se tuvo algunos

errores tales como: un mal mezclado, una inadecuada relación agua/cemento, una mala

compactación de los cilindros, un mal curado.

10. En los esfuerzos a la compresión obtenidos en los cilindros de hormigón diseñados por el

método ACI, se puede ver con claridad que estos valores están fuera del rango 65% - 70%

del f’ = 35 Mpa, lo cual se puede decir que está dosificación fue mal diseñada, razón por la

cual no se pudo obtener la resistencia requerida a los 7 días, ya sea porque no se obtuvo los

datos reales de los componentes del hormigón o simplemente por una inadecuada relación

agua/cemento o un mal mezclado.

26 de 42

9. FOTOGRAFÍAS DE LOS ENSAYOS


Masa del picnómetro + cemento Masa picnómetro + cemento + gasolina

GRANULOMETRÍA DE GRANULADOS GRUESOS

Tamizado mecánico del agregado Recipiente + peso retenido en cada tamiz

GRANULOMETRÍA DE GRANULADOS FINOS

Tamices manuales Tamizando el agregado

ENSAYO DE ABRASIÓN EN AGREGADO GRUESO

Tamizado del material Recipiente + peso retenido en cada tamiz

27 de 42

Material en la máquina de los ángeles Tamizando en el tamiz Nº 12

ENSAYO DE COLORIMETRÍA EN AGREGADO FINO

Colocando la sosa cáustica Después de 24 horas (color amarillo claro)

DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA PARA EL RIPIO

Ripio compactado + recipiente Pesando ripio compactado + recipiente

DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA PARA LA ARENA

Arena compactada + recipiente Pesando arena compactada + recipiente

28 de 42


Mezclando ripio más arena añadida Ripio y arena compactados + recipiente


Masa del ripio en SSS pesado en el aire Masa del ripio en SSS pesado en el agua

Picnómetro + arena en SSS Masa del picnómetro + arena SSS + agua

Arena secada al horno

29 de 42

DISEÑO DE LA MEZCLA DE HORMIGÓN

Preparación de la mezcla Mezcla de los componentes

Determinación de la cantidad finos Determinación de la exudación

Medición del asentamiento Cilindros estándar de hormigón

Cámara de humedad Ensayo de compresión falla a 45º

10. CONCLUSIONES

30 de 42

1. La diferencia entre los dos métodos utilizados para el cálculo de la densidad del cemento se

basa principalmente en la dificultad que cada método presenta; por ejemplo, al utilizar el

picnómetro se tiene un poco de dificultad en sacar el aire introducido; en cambio cuando se

utiliza el frasco de lechatellier se tiene un poco de dificultad en colocar el cemento.

2. Se considera que una buena granulometría es aquella que está constituida por partículas de

todos los tamaños, de tal manera que los vacíos dejados por las de mayor tamaño sean

ocupados por otras de menor tamaño y así sucesivamente.

3. La granulometría y el tamaño máximo de los agregados son importantes debido a su efecto

en la dosificación, trabajabilidad, economía, porosidad y contracción del hormigón.

4. La cantidad de materia orgánica que contiene una arena afectará directamente en la calidad y

resistencia del hormigón.

5. Un agregado grueso que presenta una gran resistencia a ser desintegrado se lo considera

como bueno, puesto que este le dará mayor resistencia al hormigón.

6. La pérdida del ripio en el ensayo de abrasión no debe sobrepasar más del 40% y el

coeficiente de uniformidad debe ser igual o menor a 0,20.

7. Una de las ventajas que obtenemos al compactar, es un contacto mas firme entre las

partículas.

8. La dosificación de los agregados en el hormigón deberá estar en función de las necesidades,

ya que su resistencia depende exclusivamente del tipo de obra a ejecutarse.

9. Un granulado se encuentra en estado SSS cuando se encuentra con todas sus porosidades

saturadas de agua pero su superficie está seca, para la cual podíamos decir que se

encuentra en un estado óptimo para la fabricación de hormigón.

10. El peso específico en estado SSS es un valor más real que el que obtuvimos con el de la

práctica anterior, ya que utiliza el principio de Arquímedes y además con todos los poros

saturados de agua.

11. La capacidad de absorción mide la cantidad de agua que un granulado puede absorber al

ponerse en contacto con la misma.

12. Las principales causas de segregación en un hormigón son la diferencia de densidades entre

sus componentes, el tamaño y forma de las partículas y la distribución granulométrica, así

mismo pueden influir otros factores como un mal mezclado.

13. La exudación del hormigón está influenciada por las proporciones de la mezcla, el contenido

de aire, forma y textura de los agregados, calidad del cemento y el uso de los aditivos.

14. Es importante hacer la relación agua- cemento para tener una buena resistencia del

hormigón.

15. Se puede concluir que la trabajabilidad dependerá de la dosificación que empleemos para

realizar el hormigón.

16. Si se agrega demasiada cantidad de pasta a una mezcla de hormigón, esta en el futuro

adquirirá mayor resistencia a la compresión, en consecuencia será una mezcla costosa.

31 de 42

17. Relaciones agua - cemento menores a 0.5 tienden a tener asentamientos bajos y buenas

resistencias a la compresión y relaciones agua – cemento mayores a 0.5 dan una buena

trabajabilidad por su alto contenido de agua y bajas resistencias a la compresión.

11. RECOMENDACIONES

1. Tener mucho cuidado con el frasco de Lechatellier y el picnómetro, ya que son equipos muy

frágiles y difíciles de conseguir.

2. Es recomendable que cuando vayamos a utilizar el aparato de Lechatellier se tenga mucho

cuidado al momento de colocar el cemento, ya que se puede taponar y es muy dificultoso el

destaponarlo.

3. Es recomendable que cuando se realiza un ensayo de granulometría es necesario tomar

una cierta cantidad trabajable (cuarteo), el mismo que puede ser realizado por las máquinas

o por el hombre.

4. Se debe tener cuidado con la máquina de los ángeles para no desperdiciar nada del

material, por lo tanto se debe cerrar muy bien la tapa.

5. Hay que tener cuidado con la sosa cáustica, ya que puede quemar la piel, por ende se

recomienda utilizar guantes.

6. Es recomendable que cuando se realice la compactación del agregado se lo haga cada 1/3

del volumen del recipiente dando 25 golpes con la varilla en cada capa.

7. Se recomienda pesar bien las cantidades de arena a ser añadidas a la mezcla, con el fin de

no tener problemas al momento de obtener la densidad aparente.

8. Es recomendable frotar el agregado grueso solo hasta que pierda el brillo, ya que si se seca

demasiado el agregado se estaría perdiendo el estado SSS.

9. Este tipo de ensayos deben ser realizados en el menor tiempo posible, ya que las muestra

tanto de ripio como de arena son susceptibles de cambiar su contenido de agua al contacto

con la humedad del ambiente.

10. Previo al ensayo de asentamiento humedecer el interior del cono y colocarlo sobre una

superficie no absorbente, plana, horizontal y firme.

11. Es recomendable que cuando se realice la compactación de la mezcla en el cono de

Abrams se lo haga cada 1/3 del volumen del cono dando 25 golpes con la varilla en cada

capa.

12. Al momento de desencofrar los cilindros de hormigón aflojar primero las mariposas de las

bases y luego las mariposas del costado.

13. Curar el hormigón de forma adecuada para obtener resistencias altas po buscadas.

12. CÁLCULOS TÍPICOS

32 de 42


Con el picnómetro:

Donde:

M1 = Masa del picnómetro vacío

M2 = Masa del picnómetro + cemento

M3 = Masa del picnómetro + cemento + gasolina

M4 = Masa del picnómetro + 500c.c. de gasolina

Con el frasco de Lechatellier:

Mi = Masa del Frasco + Gasolina

Vi = Lectura Inicial del Frasco de Lechatellier + Gasolina

MF = Masa del Frasco + Cemento + Gasolina

VF = Lectura Final del Frasco + Cemento + Gasolina

DENSIDAD APARENTE DEL CEMENTO

a) Masa del cemento suelto

Datos:

Masa del cemento suelto + recipiente = 5388,67 gr.


Masa cemento suelto = (masa cemento suelto + recipiente) – masa recipiente vacío

Masa cemento suelto = 5388,67 – 2584

Masa cemento suelto = 2804,67 gr.

b) Densidad aparente suelta del cemento

Datos:

Volumen del recipiente vacío = 2872 cm3

Masa cemento suelto = 2804,67 gr.

33 de 42

ENSAYO DE GRANULOMETRÍA DE GRANULADOS GRUESOS

Origen: Pifo Masa Inicial = 10 000 gr.

a) Porcentaje retenido

TAMIZ 1”

Dato:

Peso retenido acumulado = 930,7 gr.

TAMIZ 3/4"

Dato:

Peso retenido acumulado = 3497,7 gr.

b) Porcentaje que pasa

TAMIZ 1”

Dato:

% retenido = 9,31

TAMIZ 3/4"

Dato:

% retenido = 34,98

c) Módulo de finura

ENSAYO DE ABRASIÓN EN AGREGADO GRUESO

Origen: Pifo Graduación: Tipo A

Datos:

34 de 42

Masa Inicial = 5009,4 gr.

Retenido en el tamiz Nº 12 después de 100 rev. = 4756,6 gr.

Retenido en el tamiz Nº 12 después de 500 rev. = 3967,4 gr.

a) Pérdida después de 100 revoluciones

b) Pérdida después de 500 revoluciones

c) Coeficiente de uniformidad

DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA EN AGREGADO GRUESO

a) Masa del ripio suelto

Datos:

Masa del ripio suelto + recipiente = 23733,33 gr.


Masa ripio suelto = (masa ripio suelto + recipiente) – masa recipiente vacío

Masa ripio suelto = 23733,33 – 5233

Masa ripio suelto = 18500,33 gr.

b) Densidad aparente suelta del ripio

Datos:


Masa ripio suelto = 18500,33 gr.

35 de 42

c) Masa del ripio compactado

Datos:

Masa del ripio compactado + recipiente = 25266,67 gr.


Masa ripio compactado = (masa ripio compactado + recipiente) – masa recipiente vacío

Masa ripio compactado = 25266,67 – 5233

Masa ripio compactado = 20033,67 gr.

d) Densidad aparente compactada del ripio

Datos:


Masa ripio compactado = 20033,67 gr.


a) Masa de arena

Datos:

80 % de ripio

20% de arena

b) Masa de la mezcla

Datos:

Masa de la mezcla + recipiente = 28,2 Kg

Masa del recipiente vacío = 5,233 Kg

Masa de la mezcla = (masa de la mezcla + recipiente) – masa recipiente vacío

Masa de la mezcla = 28,2 – 5,233

Masa de la mezcla = 22,97 Kg

c) Densidad aparente de la mezcla

Datos:

Volumen del recipiente vacío = 15,71 dm3

Masa de la mezcla = 22,97 Kg

DENSIDAD SSS Y CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO

36 de 42

PESO ESPECÍFICO

a) Masa del ripio SSS en el aire

Datos:

Masa recipiente vacío = 5200 gr.

Masa recipiente + ripio en SSS = 8200 gr.

Masa ripio SSS en aire = (masa recipiente + ripio en SSS) - masa del recipiente vacío

Masa ripio SSS en aire = 8200 – 5200

Masa ripio SSS en aire = 3000 gr.

b) Masa del ripio SSS en el agua

Datos:

Masa canastilla en agua = 1649 gr.

Masa canastilla + ripio SSS en agua = 3435 gr.

Masa ripio SSS en agua = (masa canastilla + ripio SSS en agua) - masa canastilla en agua

Masa ripio SSS en agua = 3435 – 1649

Masa ripio SSS en agua = 1786 gr.

c) Volumen desalojado

Datos:


Masa ripio SSS en agua = 1786 gr.

Volumen desalojado = masa ripio SSS en aire - masa ripio SSS en agua

Volumen desalojado = 3000 – 1786

Volumen desalojado = 1214 cm3

d) Peso específico

Datos:


Volumen desalojado = 1214 cm3

CAPACIDAD DE ABSORCIÓN

a) Masa de agua

Datos:

Masa recipiente + ripio en SSS = 3294 gr.

Masa recipiente + ripio seco = 3262 gr.

Masa de agua = (masa recipiente + ripio en SSS) - masa recipiente + ripio seco

Masa de agua = 3294 - 3262

37 de 42

Masa de agua = 32 gr.

b) Masa del ripio seco

Datos:

Masa recipiente vacío = 294 gr.

Masa recipiente + ripio seco = 3262 gr.

Masa ripio seco = (masa recipiente + ripio seco) - masa del recipiente vacío

Masa ripio seco = 3262 – 294

Masa ripio seco = 2968 gr.

c) Capacidad de absorción

Datos:

Masa de agua = 32 gr.

Masa ripio seco = 2968 gr.


Datos:

DRC = 2870 Kg/m3 f’c = 35 Mpa

DAC = 980 Kg/m3 Asentamiento = 8 + 1 cm.

DRsss = 2470 Kg/m3

DAsss = 2210 Kg/m3

DAR = 1280 Kg/m3

DAA = 1450 Kg/m3

DOM = 1670 Kg/m3

% AR = 74 %

% AA = 26 %

I. Seleccionar la relación W/C para 35 Mpa: W/C = 0,41

II. Densidad real de la mezcla y porcentaje óptimo de vacíos:

38 de 42

III. Cantidad de pasta para un asentamiento de 8 cm:

CP = %OV + 9% (%0V)

CP = 30,47 + 0,09 (30,47)

CP = 33,21 %

IV. Cantidad de material para un metro cúbico de hormigón:

V. Resumiendo en un cuadro tenemos:

1 2 3 4 5

MATERIALD.A

(Kg/m3)PESO

Kg x 1 m3 VOL. APAR.DOSIFICACIÓN

PESO VOLUMEN

Agua 180 180 0,41 0,40

Cemento 980 438 447 1,00 1,00

Ripio 1280 1221 954 2,79 2,13

Arena 1450 384 265 0,88 0,59


Datos:

DRC = 2870 Kg/m3 f’c = 35 Mpa

DAC = 980 Kg/m3 Asentamiento = 8 + 1 cm.

DRsss = 2470 Kg/m3

DAsss = 2210 Kg/m3

DAR = 1280 Kg/m3

DAA = 1450 Kg/m3

MFA = 2, 03

CAR = 1,08 %

CAA = 2,68 %

WR = 0,12 %

WA = 0,43 %

I. Asentamiento = 8 cm.

39 de 42

II. Tamaño nominal máximo = TNM = 1” = 25 mm.

III. Cantidad aproximada de agua de mezclado y aire atrapado utilizando TABLA Nº 3:

W = 195 lt x m3

a = 1,5 % = 15 lt x m3

IV. Relación agua / cemento utilizando la TABLA Nº 5: W / C = 0,43

V. Volumen aparente compactado utilizando la TABLA Nº 6:

Vol. ap. compac = 730 dm3

VI. Cálculo de la dosificación:

Kg por cada m3

Volumen real de ripio = 730 x (1280 / 2470) = 378 dm3

W 195 dm3

C = 454 / 2,87 158 dm3

R 378 dm3

a 15 dm3

Σ 746 dm3

A = 1000 -746 = 254 dm3

VII. Resumiendo en un cuadro tenemos:

1 2 3 4 5 6 7

MATERIALD.A

(Kg/m3)

VOLUMENREAL(dm3)

PESOKg x 1

m3

VOL. APAR.

DOSIFICACIÓN PESO

DOSIFICACIÓN VOLUMEN

Agua 195 195 195 0,43 0,42

Cemento 980 158 454 463 1,00 1,00

Ripio 1280 378 934 730 2,06 1,58

Arena 1450 254 561 387 1,24 0,84

a) Volumen para fabricar 3 cilindros de hormigón estándar

Datos:

Ø = 150 mm.

h = 300 mm.

Volumen para 1 cilindro Volumen para 3 cilindros

40 de 42

b) Masa total de los componentes

Datos:

Densidad del hormigón = 2300 kg/m3

Volumen para 3 cilindros = 0,016 m3

m = 40 kg porque hay desperdicios

c) Masa de cada uno de los componentes (mezcla de prueba)

Datos:

Masa total de los componentes = 40 kg.

Dosificación = 0,43: 1,00: 2,06: 1,94

0,43x + x + 2,06x + 1,94x = 40

4,73x = 40

x = 8,46 kg.

d) Cantidad de agua adicional

Datos:

Masa de ripio = 17,4 kg.

Masa de arena = 10,5 kg.

100 0,96 100 2,25

17,4 x = 0,17 10,5 x = 0,24

e) Cantidades corregidas

Agua = 3,60 + 0,17 + 0,24 = 4,01 kg.

Cemento = 8,5 kg.

Ripio = 17,4 – 0,17 = 17,23 kg.

Arena = 10,5 – 0,24 = 10,26 kg.

f) Área del cilindro estándar

Datos:

Ø = 153 mm.

h = 300 mm.

A = 18385,39 mm2

g) Esfuerzo h) Esfuerzo promedio

Datos:

AGUA = 3,6 kg

CEMENTO = 8,5 kg

ARENA = 10,5 kg

RIPIO = 17,4 kg

41 de 42

Carga máxima = P = 346000 N

Área = 18385,39 mm2.

13. BIBLIOGRAFÍA

1. ABIGNIEW D. JASTRAEBSKI: Naturaleza y propiedades de los materiales para la Ingeniería.

2. TROXEL, DAVIS, WISKOCIL: Ensaye e inspección de los materiales de Ingeniería

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