Laboratorio de concreto nº3 LOS PESOS UNITARIOS DE LOS AGREGADOS Y EL CONTENIDO DE HUMEDAD

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UNIVERSIDAD SAN IGNACIO DE LOYOLA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO N° 03

LOS PESOS UNITARIOS DE LOS AGREGADOS Y

EL CONTENIDO DE HUMEDAD

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CURSO: TECNOLOGÍA DEL CONCRETO I

PROFESOR: CONTRERAS FAJARDO, Raúl

BLOQUE: FC-PRE7CIV05J1M

ALUMNOS: CODIGO:

REYES YENQUE, Jhossep Rossowill 1421227

QUISPE QUISPEALAYA, Jehemias 1421411

CADILLO RAMIREZ, Nivardo Anibal 1412479

JULIAN BARRA, Samuel 1421059

QUISPE ÑAHUI, Juberth 1421458

PEREZ AROSTEGUI, Teófilo M. 1421453

RAMIREZ GIL, Kedy Jesús 1421418

2016-II

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ÍNDICE

1. INTRODUCIÓN ...................................................................................................................... 6

2. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 7

3. MATERIALES Y EQUIPOS ................................................................................................ 7

4. FUNDAMENTOS TEÓRICOS ........................................................................................... 8

4.1 El agregado fino: ....................................................................................................... 8

4.2 El agregado grueso: ................................................................................................. 8

4.3 Peso unitario: .............................................................................................................. 8

4.4 Peso unitario suelto (PUS). ................................................................................... 8

4.5 Peso unitario compactado (PUC). ...................................................................... 8

4.6 Contenido de humedad: ......................................................................................... 9

5. PROCEDIMIENTO DE ENSAYOS................................................................................... 9

5.1 PESO UNITARIO SUELTO ARENA ..................................................................... 9

5.2 PESO UNITARIO COMPACTADO ARENA ..................................................... 10

6. TOMA DE DATOS Y RESULTADOS ........................................................................... 16

6.1 Datos tomados ......................................................................................................... 16

6.1.1 Arena .................................................................................................................. 16

6.1.2 Piedra chancada ............................................................................................ 16

6.2 Cálculos realizados ................................................................................................ 17

6.2.1 Arena suelta y compactada ...................................................................... 17

6.2.2 Piedra suelta y compactada ..................................................................... 17

6.2.3 Porcentaje de finos ...................................................................................... 18

6.3 Resultados ................................................................................................................. 18

7. CONCLUSIONES ................................................................................................................ 19

8. RECOMENDACIONES ...................................................................................................... 20

9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 21

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LISTA DE CUADROS

Tabla 1. Datos obtenidos arena. ........................................................................16

Tabla 2. Datos obtenidos de la piedra chancada ..............................................16

Tabla 3. Resultados P.U.S y P.U.C de la arena y piedra chancada. ................18

LISTA DE FIGURAS

Fig. 1: Varilla de acero ......................................................................................... 7

Fig. 2: Bandeja ...................................................................................................... 7

Fig. 3: piedra chancada y arena .......................................................................... 7

Fig. 4: Molde ......................................................................................................... 7

Fig. 5: Horno eléctrico y balanza ........................................................................ 7

Fig. 6: Molde contenido con arena sin compactar ............................................ 9

Fig. 7: Obteniendo el peso de la arena ............................................................... 9

Fig. 8: Apisonando la arena. ...............................................................................10

Fig. 9: Apisonamiento de la última capa de arena. ..........................................10

Fig. 10 Molde con arena. .....................................................................................10

Fig. 11: Obteniendo el peso de la arena ............................................................11

Fig. 12: Piedra chancada en ...............................................................................11

Fig. 13: piedra chancada enrasado. ...................................................................11

Fig. 14: obteniendo el peso de la piedra chancada ..........................................12

Fig. 15 Piedra chancada sin compactar ............................................................12

Fig. 16 piedra chancada compactado ................................................................12

Fig. 17: obteniendo el peso ................................................................................13

Fig. 18: obteniendo el peso ................................................................................13

Fig. 19: Lavando la muestra ...............................................................................13

Fig. 20: Arena fina retenida en el tamiz N° 200. ................................................14

Fig. 21: Retirando la arena del recipiente..........................................................14

Fig. 22: Horno para el secado de .......................................................................14

Fig. 23 Muestra de arena.....................................................................................15

Fig. 24: Horno para el secado de .......................................................................15

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1. INTRODUCIÓN

Estos ensayos son importantes para realizar posteriormente un diseño de mezcla

de concreto de calidad.

En este laboratorio se realizó para determinar el contenido de humedad, el peso

unitario suelto (PUS.) y peso unitario compactado (PUC.) de los agregados (arena

y grava). Para este ensayo nos apoyaremos de las siguientes normas: NTP

400.017, ASTM C-29, MTC E203 siguiendo los parámetros e indicativos de la

misma. Es una manera de conocer el material con el cual un diseñador de concreto

va a trabajar con un agregado que cumpla con las especificaciones de la norma.

La muestra de agregado, está compuesto de varias partículas en diferentes

tamaños y en proporciones. Al conocer los resultados, se evalúa para tomar otras

alternativas para su uso de dicho agregado, por ejemplo si el material, en una

construcción contiene más del 5% de material fino (impurezas) , se puede realizar

el lavado en INSITU realizando pozas en un rio.

El uso del molde nos facilita para realizar este ensayo, tomamos su volumen de

dicho recipiente, además al determinar el peso de las muestras, se puede obtener

los PUS, PUC y el contenido de humedad se obtuvo con el uso del horno, luego

con los resultados del peso seco de la muestra, se procede realizar los cálculos

respectivos.

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Fig. 1: Varilla de acero

2. OBJETIVOS

Determinar el Peso Unitario Suelto (PUS) y el Peso Unitario Compactado (PUC) del

agregado fino (arena gruesa) y agregado grueso (piedra chancada de ¾’’) según

los parámetros establecidos por la NTP 400.017 o ASTM C-29, para desarrollar un

diseño de mezcla adecuado.

Calculo del contenido de humedad.

3. MATERIALES Y EQUIPOS

Los materiales con el cual se realizó el ensayo son:

Arena (ver fig.1).

piedra chancada (ver fig.1).

bandeja de aluminio (ver fig.2).

molde 1de 0.1530 m (ver fig.3).

molde 2 de 0.2046 m.

varilla de acero punta hemisférica de 5/8” (ver fig.4).

balanza digital (ver fig.5).

Horno eléctrico (ver fig.5).

Fig. 4: Molde Fig. 5: Horno eléctrico y balanza

Fig. 3: piedra chancada y arena Fig. 2: Bandeja

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4. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

El peso específico unitario, es la relación de la masa del agregado que ocupa un

volumen patrón unitario entre la magnitud de este, incluyendo el volumen de vacíos

propio del agregado, que ha de ir a ocupar parte de este volumen unitario patrón.

Sirve para transformar pesos a volúmenes o viceversa. Existen dos valores para el

peso unitario de un material granular, dependiendo el sistema que se emplee para

acomodar el material; la denominación que se le dará a cada uno de ellos será:

peso unitario suelto y peso unitario compactado.

Por otro lado, del contenido de humedad del agregado se determina para conocer

el grado de humedad del agregado.

4.1 El agregado fino:

se define el agregado que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N°

200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de

las rocas.

4.2 El agregado grueso:

es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración

de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

4.3 Peso unitario:

Es el peso de la unidad de volumen de material a granel en las condiciones

de compactación y humedad es que se efectúa el ensayo, expresada en

kg/m3. Se puede realizarse el ensayo sobre agregado fino y agregado grueso

4.4 Peso unitario suelto (PUS).

Se determina colocando el material seco suavemente en el recipiente hasta el

punto de derrame y a continuación se nivela a ras una carilla de 5/8” (ver fig.4).

Se usa invariablemente para la conversión de peso a volumen, es decir para

conocer el consumo de áridos por metro cubico de hormigón.

4.5 Peso unitario compactado (PUC).

Es cuando los granos han sido sometidos a compactación incrementado así

el grado de acomodamiento de las partículas de agregado y por lo tanto el

valor de la masa unitaria.

http://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/geologia/geologia.shtml

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4.6 Contenido de humedad:

Es la cantidad de agua que contiene la muestra de agregado, al momento de

efectuar la determinación de su masa. Puede estar constituida por la suma de

humedad superficial y humedad contenida en sus poros. Se expresa como la

relación del peso de agua y peso seco de la muestra, lo cual nos indica la

cantidad agua existente en el material.

5. PROCEDIMIENTO DE ENSAYOS

Hemos realizado tres ensayos, mencionamos en el siguiente procedimiento cada uno de ellos:

5.1 PESO UNITARIO SUELTO ARENA

1. Primero se determina el peso y volumen del molde.

2. Colocar la arena en el molde sin compactar (ver fig. 6).

3. Una vez que esté lleno el molde enrasar la superficie con la varilla.

4. Pesar el molde contenido con arena (ver fig. 7).

Fig. 6: Molde contenido con

arena sin compactar

Fig. 7: Obteniendo el

peso de la arena

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5.2 PESO UNITARIO COMPACTADO ARENA

1. Primero se determina el peso y volumen del molde

2. Colocar la arena en tres capas (ver fig. 8).

Fig. 8: Apisonando la arena.

3. En cada capa se empareja con la mano y se apisona con 25 golpes con la

varilla lisa de 5/8 distribuida de manera uniforme (ver fig. 9).

4. Una vez que esté lleno el molde se enrasa la superficie con la varilla (ver fig. 10).

Fig. 9: Apisonamiento de la

última capa de arena.

Fig. 10 Molde con arena.

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5. Pesar el molde contenido con arena compactada (ver fig. 11).

5.3 PESO UNITARIO SUELTO PIEDRA


2. Colocar la piedra en el molde sin compactar (ver fig. 12).

Fig. 12: Piedra chancada en

El molde sin compactar

3. Una vez que esté lleno el molde enrasar la superficie con la varilla (ver fig. 13).

Fig. 13: piedra chancada enrasado.

Fig. 11: Obteniendo el

peso de la arena

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4. Pesar el molde contenido con piedra chancada (ver fig. 14).

5.4 PESO UNITARIO COMPACTADO PIEDRA


2. Colocar la piedra en el molde sin compactar (ver fig. 15).

Fig. 15 Piedra chancada sin compactar

3. Una vez que esté lleno el molde enrasar la superficie con la varilla (ver fig. 16).

Fig. 16 piedra chancada compactado

Enrasada

Fig. 14: obteniendo el

peso de la piedra

chancada

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4. Pesar el molde contenido con piedra chancada (ver fig. 17).

Fig. 17: obteniendo el peso

de la piedra chancada

5.5 PORCENTAJE DE FINOS

1. Se toma una muestra de arena de 650g (ver fig. 18).

Fig. 18: obteniendo el peso

de la arena.

2. Se procede a lavar la arena en un recipiente y se va separando el agua sucio

producto del lavado echando a un tamiz N° 200, se repite esta acción hasta

que el agua quede en su forma cristalina (ver fig. 19).

Fig. 19: Lavando la muestra

de arena.

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3. Echar la arena retenida del tamiz al recipiente (ver fig. 20).

4. Con la ayuda del pizeta echamos agua para retirar la arena retenida en el

tamiz (ver fig. 21).

Fig. 21: Retirando la arena del recipiente.

5. Para el secado llevamos la arena limpia al horno por un tiempo de 24 horas. (ver fig. 22).

Fig. 22: Horno para el secado de

arena.

Fig. 20: Arena fina retenida en

el tamiz N° 200.

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5.6 CONTENIDO DE HUMEDAD

1. se mide el peso de la capsula.

2. colocar la muestra húmeda en la capsula obteniendo el peso de la capsula

más la muestra húmeda. (ver fig.23).

Fig. 23 Muestra de arena.

3. colocar la capsula con la muestra en el horno eléctrico a una temperatura

de 100 a 110°C de 18 a 24 horas. (ver fig. 24)

Fig. 24: Horno para el secado de

arena.

4. una vez pasado el tiempo, debemos de sacar la muestra seca obtenida del

horno y procedemos a pesarla obteniendo así el peso seco más el peso de

la capsula.

5. los datos obtenidos lo remplazamos en la siguiente formula:

𝑤(%) =𝑃ℎ − 𝑃𝑠

𝑃𝑠× 100

Donde:

𝑃ℎ = peso húmedo.

𝑃𝑠 = peso seco.

𝑤(%) = porcentaje de humedad.

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6. TOMA DE DATOS Y RESULTADOS

6.1 Datos tomados

6.1.1 Arena

6.1.1.1 Arena suelta y compactada

Utilizando el pie de rey y/o huincha obtenemos la altura y el diámetro de los moldes

Molde para arena:

ℎ = 15.3 𝑐𝑚

𝑑 = 15.3 𝑐𝑚

𝑣 =𝜋

4 𝑑2ℎ

𝑣 = 0.00281𝑚3

Datos obtenidos

Agregado Peso suelto

(kg)

Peso compactado

(kg)

Volumen del

recipiente (𝑚3)

arena 4.346 4.780 0.00281

Tabla 1. Datos obtenidos arena.

6.1.2 Piedra chancada

6.1.2.1 Piedra chancada suelta y compactada

Molde para piedra chancada

ℎ = 29.0 𝑐𝑚

𝑑 = 20.2 𝑐𝑚

𝑣 =𝜋

4 𝑑2ℎ

𝑣 = 0.00929𝑚3

Datos obtenidos

Agregado Peso suelto

(kg)

Peso compactado

(kg)

Volumen del

recipiente (𝑚3)

Piedra 13.50 15.32 0.00929

Tabla 2. Datos obtenidos de la piedra chancada

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6.2 Cálculos realizados

6.2.1 Arena suelta y compactada

Peso unitario suelto

𝑃. 𝑈. 𝑆 =𝑊𝑠

𝑉

𝑃. 𝑈. 𝑆 =4.346 𝑘𝑔

0.00281 𝑚3

𝑃. 𝑈. 𝑆 = 1546.6𝑘𝑔/𝑚3

Peso unitario compactado

𝑃. 𝑈. 𝐶 =𝑊𝑐

𝑉

𝑃. 𝑈. 𝐶 =4.780 𝑘𝑔

0.00281 𝑚3

𝑃. 𝑈. 𝐶 = 1701.1𝑘𝑔/𝑚3

6.2.2 Piedra suelta y compactada

Peso unitario suelto

𝑃. 𝑈. 𝑆 =𝑊𝑠

𝑉

𝑃. 𝑈. 𝑆 =13.50 𝑘𝑔

0.00929 𝑚3

𝑃. 𝑈. 𝑆 = 1453.2𝑘𝑔/𝑚3

Peso unitario compactado

𝑃. 𝑈. 𝐶 =𝑊𝑐

𝑉

𝑃. 𝑈. 𝐶 =15.32 𝑘𝑔

0.00929 𝑚3

𝑃. 𝑈. 𝐶 = 1649.1𝑘𝑔/𝑚3

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6.2.3 Porcentaje de finos

Peso arena tomada: 650g

Datos obtenidos:

Peso seco arena: 569g

%𝑓𝑖𝑛𝑜𝑠 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑥100%

%𝑓𝑖𝑛𝑜𝑠 =650 − 569

650𝑥100%

%𝑓𝑖𝑛𝑜𝑠 = 12.46%

6.3 Resultados

MATERIAL RESULTADOS

P.U.S ARENA 1546.6𝑘𝑔/𝑚3

P.U.C ARENA 1701.1𝑘𝑔/𝑚3

P.U.S PIEDRA 1453.2𝑘𝑔/𝑚3

P.U.C PIEDRA 1649.1𝑘𝑔/𝑚3

Tabla 3. Resultados P.U.S y P.U.C de la arena y piedra chancada.

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7. CONCLUSIONES

Los resultados que se obtuvieron fueron:

AGREGADO FINO : P.U.S= 1546.6 kg/m3

P.U.C= 1701.1 kg/m3

AGREGADO GRUESO: P.U.S= 1453.2 kg/m3

P.U.C= 1649.1 kg/m3

De estos resultados concluimos que los pesos unitarios compactados son

mayores que los pesos unitarios sueltos, ya que ingresa mucho más material

en un determinado volumen. En una obra cuando se hace el vaciado del

concreto, disminuye el volumen que se tenía al principio del mezclado.

El peso unitario suelto del agregado fino es de 1546.6 kg/m3 la NTP Nº

400.017 indica de 1400 kg/m3 - 1600 kg/m3, por tanto, cumple la norma.

El peso unitario compactado del agregado fino es de 1701.1 kg/m3 la NTP

Nº 400.017 indica de 1500 kg/m3 – 1700 kg/m3 por tanto no cumple la norma.

Aunque es pequeña la diferencia.

El peso unitario suelto del agregado grueso es de 1453.2 kg/m3 la NTP Nº

400.017 indica de 1500 kg/m3 - 1600 kg/m3, por tanto, no cumple la norma

El peso unitario compactado del agregado grueso es de 16491.1 kg/m3 la

NTP Nº 400.017 indica de 1600 kg/m3 – 1900 kg/m3 por tanto cumple la

norma.

El ensayo realizado en la malla Nº 200 para el agregado fino es 12.46℅, la

norma NTP Nº 400.018 indica que el porcentaje de finos debe estar entre 0

a 5℅, por lo tanto, este material no cumple con la norma.

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8. RECOMENDACIONES

Es importante tomar en cuenta que los materiales a ser utilizados deben

cumplir con los requerimientos que pide la norma vigente por motivos de

seguridad y calidad para poder realizar un buen proyecto.

Dosificar bien los agregados es muy importante para así obtener los

resultados más próximos a lo pedido según las normas.

Para el perfecto enrasado del material en el molde debemos llenar el mismo

a una altura de 5cm por encima de él.

Para evitar errores en los pesos se recomienda pesar en una sola balanza,

es mucho mejor si esta es electrónica, para lograr mayor precisión.

muy importante es que los agregados sean de un mismo lote o cantera ya

que de esa manera tendremos un diseño con mejores resultados y teniendo

en consideración que no tenga partículas extrañas, pues si sucede esto

estaría distorsionando los resultados del diseño de mezcla.

Se deben tener controladas las condiciones ambientales del laboratorio,

porque la presencia de corrientes de aire al momento de realizar el ensayo,

podría afectar a los valores obtenidos, también para evitar que la muestra de

finos absorba humedad.

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9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

-Abanto, F. (1997), “Tecnología de concreto”, Lima, Perú.

-Norma técnica peruana NTP 400.017 (1999) “Método de ensayo para determinar

el peso unitario del agregado”

-Norma técnica peruana NTP 400.018. (2002) “Método de ensayo normalizado

para determinar materiales más finos que pasan por el tamiz normalizado N° 200

por lavado en agregados”.

REFERENCIAS VIRTUALES.

Manual de ensayo de materiales.

https://www.mtc.gob.pe/transportes/caminos/normas_carreteras/documento

s/manuales/EM-2000/seccion-01/mtc103.pdf

Curso básico de tecnología del concreto para ingenieros civiles.

https://www.academia.edu/9191423/CURSO_BASICO_DE_TECNOLOGIA_DE

L_CONCRETO_PARA_INGENIEROS_CIVILES

https://l.facebook.com/l.php?u=https%3A%2F%2Fwww.mtc.gob.pe%2Ftransportes%2Fcaminos%2Fnormas_carreteras%2Fdocumentos%2Fmanuales%2FEM-2000%2Fseccion-01%2Fmtc103.pdf&h=lAQGvdnaT

https://l.facebook.com/l.php?u=https%3A%2F%2Fwww.mtc.gob.pe%2Ftransportes%2Fcaminos%2Fnormas_carreteras%2Fdocumentos%2Fmanuales%2FEM-2000%2Fseccion-01%2Fmtc103.pdf&h=lAQGvdnaT

https://www.academia.edu/9191423/CURSO_BASICO_DE_TECNOLOGIA_DEL_CONCRETO_PARA_INGENIEROS_CIVILES

https://www.academia.edu/9191423/CURSO_BASICO_DE_TECNOLOGIA_DEL_CONCRETO_PARA_INGENIEROS_CIVILES

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