TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 1
Tabla de contenido I. RESUMEN 2
II. INTRODUCCION 3
III. OBJETIVOS. 4
2.1. OBJETIVO GENERAL 4
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 4
IV. JUSTIFICACIÓN 5
V. METODOLOGIA 6
VI. MARCO TEÓRICO 7
1. AGREGADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN 7
a. TIPOS DE AGREGADOS: 8
2. PROPIEDADES QUIMICAS Y FISICAS DE LOS AGREGADOS 9
Propiedades Químicas: 9
Propiedades Físicas 10
Propiedades mecánicas 14
3. CARACTERISTICAS DE UN BUEN AGREGADO FINO PARA CONCRETO 15
AGREGADO FINO 15
AGREGADO GRUESO 15
4. Presencia de Sustancias Perjudiciales 17
Contenido de arcilla y material con diámetro inferior a 0.074 mm. 17
Contenido de materia orgánica 17
VII. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA 18
a) Datos generales del agregado a utilizar 18
Procedimiento y resultados de los ensayos 19
1. PARA EL AGREGADO FINO 19
2. PARA EL AGREGADO GRUESO 29
VI. CONCLUSIONES. 36
CONCLUSIONES DE AGREGADO FINO 36
CONCLUSIONES DE AGREGADO GRUESO 37
VIII. BIBLIOGRAFIA: 38
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 2
I. RESUMEN
Los áridos o gravas son fragmentos procedentes de la trituración de rocas,
ya sea de forma natural o artificial. Se emplean en mampostería, en pavimentos,
para la elaboración de hormigones, etc. Las arenas son fragmentos producidos por
de la desintegración química y mecánica de la rocas bajo meteorización y
abrasión. Su composición es variada, pero las más frecuentes están formadas de
cuarzo con una pequeña proporción de mica, feldespato, magnetita y otros
minerales resistentes. Desempeñan un importante papel al ser parte esencial en la
elaboración de morteros y hormigones.
Los áridos son materias primas fundamentales e imprescindibles para el
establecimiento, desarrollo y progreso de las sociedades. En general, son
considerados como materiales baratos, abundantes, situados necesariamente cerca
de los centros de consumo.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 3
II. INTRODUCCION
Se llaman áridos a los minerales granulares utilizados en la construcción
y en muchas aplicaciones industriales. Son más conocidos como agregados para
la construcción.
Los materiales áridos son el segundo producto más consumido por el ser
humano después del agua, veamos sus útiles empleos y comprenderemos que
diariamente los utilizamos de muchas formas.
Los áridos naturales se pueden obtener explotando yacimientos, tipo
arenas, piedras y gravas en los ríos (cauces de dominio público) y en las canteras
también llamadas tajos (sitios donde se dan concentraciones en los terrenos).
Los agregados que se emplean más en la construcción se derivan de las
rocas ígneas, de las sedimentarias y de las metamórficas, y es de esperarse que las
cualidades físicas y mecánicas de la roca madre se conserven en sus agregados.
Los agregados ya sean naturales, triturados o sintéticos se emplean en una
gran variedad de obras de ingeniería civil, algunas de las aplicaciones pueden ser:
construcción de filtros en drenes, filtros para retención de partículas sólidas del
agua, rellenos en general, elaboración de concretos hidráulicos, elaboración de
concretos asfálticos, elaboración de morteros hidráulicos, construcción de bases y
sub-bases en carreteras, acabados en general, protección y decoración en techos y
azoteas, balasto en ferrocarriles y otras.
Antiguamente se decía que los agregados eran elementos inertes dentro del
concreto ya que no intervenían directamente dentro de las reacciones químicas, la
tecnología moderna se establece que siendo este material el que mayor porcentaje
de participación tendrá dentro de la unidad cúbica de concreto sus propiedades y
características diversas influyen en todas las propiedades del concreto.
La influencia de este material en las propiedades del concreto tiene efectos
importante no sólo en el acabado y calidad final del concreto sino también sobre
la trabajabilidad y consistencia al estado plástico, así como sobre la durabilidad,
resistencia, propiedades elásticas y térmicas, cambios volumétricos y peso
unitario del concreto endurecido.
En el siguiente informe se presenta el procedimiento para el análisis de las
propiedades de los agregados, y esperamos que el presente trabajo satisfaga
algunas dudas acerca del tema.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 4
III. OBJETIVOS.
2.1. OBJETIVO GENERAL
Determinar el valor de las propiedades físico- mecánicas de los agregados.
Estudio de los agregados como material de construcción determinando
objetivamente su aplicación en construcción,
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Determinar el peso unitario en estado suelto y compactado de los
agregados.
Determinar el peso unitario, humedad del agregado fino y grueso.
Determinar la granulometría de los agregados.
Determinar el módulo de finura de los agregados.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 5
IV. JUSTIFICACIÓN
Los agregados, conformados por las arenas (agregado fino) y las gravas
(agregado grueso), constituyen más del 70% en una mezcla para la elaboración
del hormigón u concreto, material estructural y de construcción por excelencia.
Los agregados no solamente son componentes del concreto; una
clasificación sobre su uso, permite hablar de agregados para concretos y morteros,
agregados para concretos asfálticos, agregados para carreteras, agregados para
aplicaciones industriales, agregados ligeros, entre otros.
Los agregados deben cumplen con condiciones deseables para ser
denominados agregados de calidad, y están constituidos, entonces, por partículas
durables, limpias, duras, resistentes, y libres de productos químicos absorbidos,
recubrimientos de arcilla y otros materiales finos que pueden afectar la hidratación
y la adherencia de la pasta de cemento.
Por lo tanto la influencia de este material en las propiedades del concreto
tiene efectos importante no sólo en el acabado y calidad final del concreto sino
también sobre la trabajabilidad y consistencia al estado plástico, así como sobre
la durabilidad, resistencia, propiedades elásticas, cambios volumétricos y peso
unitario del concreto endurecido.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 6
V. METODOLOGIA
Al realizar los ensayos, obtener datos y luego analizarlos, hemos seguido
una metodología de tipo descriptiva, explicativa y experimental, pues se evalúa
las características de los agregados, se interpreta y explica su comportamiento en
las edificaciones y es experimental pues se ha llevado a cabo una serie de ensayos.
Teniendo en cuenta aspectos como:
Recopilación de información bibliográfica.
- La información para la presente práctica se recopilo principalmente de la
clase teórica del docente, de textos especializados y de páginas web
relacionadas con el tema.
- Luego Seleccionamos la información recopilada para poder realizar los
ensayos de manera ordenada.
Determinar el tipo de agregados a utilizar.
- Se utilizó agregados de río.
Ensayo de los agregados
- Este se realizó el laboratorio correspondiente al curso, siguiendo los pasos
adquiridos en clase, además de la información obtenida de los textos;
donde cada prueba se realizó con la mayor precisión y exactitud posible.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 7
VI. MARCO TEÓRICO
1. AGREGADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN
En una mezcla de concreto, el 75% del volumen lo constituyen los
agregados; con este término, se agrupan las arenas, gravas naturales y la piedra
triturada, con la cual se elaboran también morteros y concretos especiales, como
los concretos ligeros, pesados y de alto rendimiento.
Su nombre de agregados nace porque se agregan al cemento y al agua para
formar morteros y concretos. Asimismo, son empleados en las bases de las
carreteras y la fabricación de productos artificiales resistentes cuando se mezclan
con materiales aglomerantes de activación hidráulica o con ligantes asfalticos.
Los agregados constituyen un factor determinante en la economía,
durabilidad y estabilidad en las obras civiles, pues ocupan allí un volumen muy
importante. Por ejemplo:
El volumen de los agregados en el concreto hidráulico es de un 65% a
85%, en el concreto asfáltico es del 92% al 96%, en los pavimentos del 75% al
90%.
Por lo anterior el estudio de sus propiedades físicas y mecánicas cobra
especial importancia para su adecuada y eficiente utilización. Antes de empezar a
estudiarlos es conveniente definir algunos términos utilizados bien por el
ingeniero o bien por el común de la gente, para que todos hablemos el mismo
idioma.
• Agregado o árido: conjunto de materiales de composición mineral,
naturales o artificiales, generalmente inertes, usados en la construcción de obras
civiles.
• Agregado grueso o grava: material retenido en el tamiz No. 4, con un
tamaño entre 7.6 cm y 4.76 mm.
• Agregado fino o arena: material pasante de la malla No. 4 y retenido en
la malla No. 200, con tamaños entre 4.76 mm y 74 Mieras (0.074 mm.).
• Finos: son partículas pasantes del tamiz No. 200 con tamaños entre 0.074
mm y 0.002 mm.
• Sucio de río: término empleado para denominar en su totalidad el
material de arrastre de un río sin separación de tamaños, y tal como se puede
extraer de un depósito natural.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 8
• Gravilla: material de río o de cantera, separado en la fuente en tamaños
pasantes del tamiz 3/4" y retenido en el No.4, con tamaños entre 19.1 mm y 4.76
mm.
• Arenón: arena natural de río o de veta, con tamaños pasantes del tamiz
3/8" y retenidos en el tamiz No.40, es decir con tamaños entre 9.51 mm y 0.420
mm. • Cascajo: hace referencia exclusivamente al agregado rodado pasante del
tamiz 1 1/2" y retenido en el tamiz No.4, con tamaños entre 38.1 mm y 4.76 mm.
a. TIPOS DE AGREGADOS:
Clasificación según su procedencia: En primera instancia los agregados
según su procedencia se clasifican en naturales y artificiales.
- Agregados naturales: Provienen de la explotación de canteras o son
producto del arrastre de los ríos. Según la forma de obtenerse los podemos
clasificar como Material de cantera y Material de río. Conviene hacer la
distinción porque el material de río al sufrir los efectos de arrastre,
adquiere una textura lisa y una forma redondeada que lo diferencian del
material de cantera que por el proceso de explotación tiene superficie
rugosa y forma angulosa. Como veremos más adelante la forma y la
textura les dan ventajas y desventajas al emplearse como agregados del
concreto hidráulico o asfáltico. El material que se obtiene como producto
de la trituración de los sobre tamaños del material de río, adquiere las
características físicas del material de cantera por el proceso de trituración
pero conserva las cualidades mecánicas, propias como resistencia al
desgaste y al intemperismo, que tenía el material de río que le dio origen.
- Agregados artificiales: Estos agregados se obtienen a partir de productos
y procesos industriales, tales como arcillas expandidas, escorias de altos
hornos, limaduras de hierro, etc. En algunos casos para ciertos tipos de
concreto de baja resistencia, se suelen utilizar algunos residuos orgánicos
como cascarilla de arroz, de palma, café, etc., mezclados con los agregados
naturales para abaratar los costos del concreto y del mortero.
Clasificación según su tamaño
TABLA Nº 1 Clasificación de los agregados según su tamaño.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 9
Clasificación según su densidad: Otra forma de clasificar los agregados es
según su densidad, es decir la masa por unidad de volumen, incluyendo el
volumen de sus vacíos; la importancia de esta clasificación radica en el peso
final del producto cuando se emplean estos agregados, por ejemplo, el
concreto ligero. Según su densidad los agregados se clasifican en:
- Ligeros: su densidad está entre 480-1040 kg/m3, por ejemplo: piedra
pómez.
- Normal: entre 1300 y 1600 kg/m3, por ejemplo material de río.
2. PROPIEDADES QUIMICAS Y FISICAS DE LOS AGREGADOS
Propiedades Químicas:
Los agregados conservan la composición mineralógica de la roca que les dio
origen; generalmente son inertes ya que no reaccionan químicamente con los
demás constituyentes. Sin embargo desde 1946 se ha venido observando una
reacción química de algunos agregados con el cemento cuando se emplean
dichos agregados en concretos.
- Reacción Alcali-Agregado: Algunos agregados reaccionan con los
álcalis del cemento especialmente los agregados silicios y los agregados
carbonatados. Los primeros cuando poseen óxidos de silicio en sus
formas inestables reaccionan con los hidróxidos alcalinos del cemento,
produciéndose un gel que aumenta de volumen a medida que absorbe
agua con lo que origina presiones internas en el concreto con la
consiguiente expansión, agrietamiento y ruptura de la pasta de cemento.
Esta reacción se conoce como Alcali-sílice. Los segundos producen una
reacción similar llamada Alcali-carbonato pero es menos frecuente que la
Alcali-sílice.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 10
La única reacción química favorable de los agregados se conoce como
Epitaxia, la cual mejora la adherencia entre ciertos agregados calizos y
la pasta del cemento, a medida que transcurre el tiempo.
Propiedades Físicas
a. Granulometría:
La granulometría o gradación se refiere al tamaño de las partículas y al
porcentaje o distribución de las mismas en una masa de agregado. Se
determina mediante el análisis granulométrico que consiste en hacer pasar
una determinada cantidad del agregado a través de una serie de tamices
standard, dispuestos de mayor a menor. Los resultados se consignan en
una tabla en la que deben aparecer: Peso de la muestra ensayada, peso del
material retenido en cada malla, % del material retenido, % retenido
acumulado y % que pasa.
Parámetros que se obtienen del análisis granulométrico: Además de
determinar la distribución de los tamaños y la ausencia o exceso de los
mismos dentro de una masa de agregados, de un análisis granulométrico
se pueden sacar valores que luego son usados como parámetros en los
diseños o como factores de calidad, ellos son:
Tamaño Máximo: Se define como la menor abertura del tamiz que
permite el paso de la totalidad de la muestra, índica la dimensión
de la partícula más grande que hay en la muestra.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 11
Tamaño Máximo Nominal: Se define como la abertura del tamiz
inmediatamente superior a aquél cuyo porcentaje retenido
acumulado es del 15% o más. Indica el tamaño promedio de
partículas mas grandes que hay dentro de una masa de agregado.
Por lo general, un análisis granulométrico, el tamaño máximo y el
máximo nominal no coinciden. Los términos tamaño máximo y
tamaño máximo nominal se aplican exclusivamente al agregado
grueso.
Módulo de finura: Es un valor que permite estimar el grosor o
finura de un material; se define como la centésima parte del
número obtenido al sumar los porcentajes retenidos acumulados
en los siguientes tamices empleados al efectuar un análisis
granulométrico: Nº 100, 50, 30, 16, 8, 4 3/8", 3/4", 1 1/2" y los
tamices siguientes cuya relación de abertura sea de 1 a 2.
El uso del módulo de finura se ha restringido al agregado fino y
según este módulo las arenas se clasifican en:
- Arenas finas Módulo de finura entre 0.5-1.5
- Arenas medias Módulo de finura entre 1.5-2.5
- Arenas gruesas Módulo de finura entre 2.5 - 3.5
Cuando la arena está mezclada con grava se obtienen módulos de
finura mayores y a mayor proporción de grava en la arena mayor
es el módulo de finura, en este caso la clasificación se hace así:
- Arenas finas Módulo de finura entre 2.2 - 2.6
- Arenas medias Módulo de finura entre 2.6-2.9
- Arenas gruesas Módulo de finura entre >2.9
Porcentaje de Finos: Se define como el % que pasa el tamiz No.
200 (0.074 m.m.). Formas de las partículas del agregado Para
determinar la forma de las partículas en los agregados es necesario
definir:
b. Peso específico.
Es el cociente de dividir el peso de las partículas entre el volumen
de las mismas sin considerar los vacíos entre ellas. Las Normas ASTM C-
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 12
127 y C-128 establecen el procedimiento estandarizado para su
determinación en laboratorio.
c. Peso unitario.
Se define como la relación entre el peso de una muestra de agregado
compuesta de varias partículas y el volumen que ocupan estas partículas
agrupadas dentro de un recipiente de volumen conocido. Es decir, el
material dentro del recipiente sufre un acomodo de las partículas dejando
el menor espacio entre ellas; el mayor peso unitario se tendrá cuando
quepa más material dentro del mismo volumen, lo que depende
naturalmente de la granulometría, tamaño, forma y textura del agregado.
Existen dos tipos de masa unitaria a saber:
- Peso unitario o compactado: Se define como el peso compactado del
material dividido entre el volumen que ocupa. El valor de la masa unitaria
compactada se utiliza para determinar el volumen absoluto de agregado
grueso en las mezclas de concreto
- Peso unitario suelto: Es la relación que existe entre el peso del agregado
suelto o en estado normal de reposo y el volumen que ocupa. El peso
unitario suelto es menor que el peso unitario compactado porque el
material en estado suelto ocupa un volumen mayor. En el manejo del
material se debe tener en cuenta el peso unitario suelto por cuanto el
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 13
transporte se hace en volumen y en estado suelto, y por lo tanto el
volumen del agregado para transportar y almacenar siempre es mayor que
el volumen del material colocado y compactado en la obra.
d. Absorción. La porosidad está asociada a la capacidad de absorción de
agua u otro líquido que tienen los agregados, capacidad que depende del
número y tamaño de los poros y de la continuidad de los mismos. Según
su contenido de humedad, las partículas que conforman un agregado
pueden estar en los siguientes estados que muestra la figura No. 3
- En el caso 1, el material está seco, es decir, no tiene ni agua de
absorción ni agua libre, sólo tiene el agua adsorbida, es decir el agua
de constitución mineralógica, estado que se obtiene sólo cuando el
material ha estado en el horno a una temperatura de 110 °C durante
24 horas o hasta que tenga peso constante.
- En el caso 2 el material tiene alguna humedad, es decir los poros tienen
agua absorbida; es el caso del material al medio ambiente.
- En el caso 3 el material tiene todos los poros saturados pero está
superficialmente seco. Este estado se logra cuando el material ha sido
sumergido mínimo 24 horas y se seca superficialmente.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 14
- En el caso 4, el material está saturado y posee agua libre que da a las
partículas una película brillante.
SecoPeso
SecoPesoSSSPesoAbsorción
..%
e. Humedad.
Es la cantidad de agua superficial retenida en un momento
determinado por las partículas de agregado.
Es una característica superficial retenida en un momento
determinado por las partículas de agregado.
Es una característica importante pues contribuye a incrementar el
agua de mezcla en el concreto, razón por la que se debe tomar en cuenta
conjuntamente con la absorción para efectuar las correcciones adecuadas
en la proporcionalidad de las mezclas, para que se cumplan las hipótesis
asumidas.
La humedad se expresa de la siguiente manera según:
Propiedades mecánicas
a. Resistencia a la abrasión
Dureza Es la resistencia que ofrece el agregado a la acción del roce y al
desgaste diario. Los agregados empleados en carreteras, y pisos, deben ser
especialmente resistentes al desgaste. Para determinar esta propiedad se emplea el
ensayo de resistencia al desgaste en la máquina de los Ángeles, y que tiene en
cuenta la gradación y tamaño del material, por lo que es necesario hacer una
granulometría previa con el fin de determinar la gradación del ensayo que mejor
represente al agregado.
100*Seco Peso
Seco Peso-muestra la de original Peso% Humedad
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 15
3. CARACTERISTICAS DE UN BUEN AGREGADO FINO PARA
CONCRETO
AGREGADO FINO
El agregado fino que se utilice para la fabricación del concreto cumplirá con
las siguientes condiciones:
Módulo de finura entre 2.3 y 3.1,
Pasa tamiz 200, no mayor del 3% para hormigón sujeto a desgaste y no
mayor del 5% para cualquier otro caso. Deberá estar libre de raíces, micas,
limos o cualquier otro material que pueda afectar la resistencia del
concreto.
Las especificaciones permiten que el porcentaje que pasa por el tamiz No
50 este entre 10% y 30%; se recomienda el límite inferior cuando la
colocación es fácil o cuando los acabados se hacen mecánicamente, como
en los pavimentos, sin embargo en los pisos de concreto acabado a mano,
o cuando se desea una textura superficial tersa, deberá usarse un agregado
fino que pase cuando menos el 15% el tamiz 50 y 3% el tamiz 100.
La presencia de materia orgánica en la arena que va a utilizarse en la
mezcla de concreto llega a interrumpir parcial o totalmente el proceso de
fraguado del cemento.
El agregado fino o arena se usa como llenante, además actúa como
lubricante sobre los que ruedan los agregados gruesos dándole
manejabilidad al concreto.
Una falta de arena se refleja en la aspereza de la mezcla y un exceso de
arena demanda mayor cantidad de agua para producir un asentamiento
determinado, ya que entre más arena tenga la mezcla se vuelve más
cohesiva y al requerir mayor cantidad de agua se necesita mayor cantidad
de cemento para conservar una determinada relación agua cemento
AGREGADO GRUESO
Se compondrá de roca o grava dura; libre de pizarra, lajas u otros
materiales exfoliables o descompuestos que puedan afectar la resistencia
del hormigón.
Un tamaño máximo adecuado a las condiciones de la estructura.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 16
Debe evitarse el uso de agregados planos o alargados, ya que además de
producir bajas masas unitarias y baja resistencia mecánica, tienen
tendencia a colocarse horizontalmente formándose bajo su superficie
bolsas de agua cuando esta sube a la superficie debido a la sedimentación
de las partículas sólidas; esta agua almacenada bajo las partículas deja un
espacio vacío cuando después del fraguado el agua evapora, por lo cual
trae como consecuencia una notable reducción de la resistencia del
concreto.
Una adecuada densidad aparente está entre 2.3 y 2.9 gr/cm3. Cuanto
mayor es su densidad mejor es su calidad y mejor su absorción, que oscila
entre 1 y 5%.
Las partículas con formas angulosas producen mezclas ásperas y difíciles
de manejar.
Una superficie rugosa, limpia y sin capa de arcilla.
No debe contener terrones de arcilla, ni partículas deleznables;
generalmente se limita al contenido de finos entre 1 y 3%, para que permita
una adecuada adherencia de las partículas y el cemento en las mezclas.
El agregado grueso debe tener una resistencia al desgate en la máquina de
los ángeles que garantice su dureza. Los límites recomendados son: Si el
agregado va a ser usado en lozas de concreto o en pavimentos rígidos el
desgaste debe ser menor del 35%, si va a ser usado en otras estructuras el
sesgaste debe ser menor del 40%.
Agregados con partículas esféricas y cubicas son los más convenientes
para concreto, porque tienen mayor resistencia y es menor el consumo de
cemento debido al mayor acomodo de las partículas, o sea mayor cantidad
de material por unidad de volumen.
De igual modo que en el caso de la arena, es deseable que el agregado
grueso en conjunto posea continuidad de tamaños en su composición
granulométrica, si bien los efectos que la granulometría de la grava
produce sobre la manejabilidad de las mezclas de concreto no son tan
notables como los que produce la arena.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 17
4. Presencia de Sustancias Perjudiciales
Contenido de arcilla y material con diámetro inferior a 0.074 mm.
Los limos, arcillas y polvos procedentes de la trituración de las rocas con
tamaños menores de 0.074 mm de diámetro son perjudiciales si se encuentran
en un alto porcentaje en los agregados. La razón radica especialmente en que
por ser tamaños menores que los granos del cemento, se encuentran
recubriendo los agregados más gruesos impidiendo una buena adherencia
entre éstos y la pasta de cemento.
Algunos tipos de arcilla, al entrar en contacto con el agua producen
fenómenos de expansión o encogimiento, que generan presiones internas que
pueden agrietar la estructura.
Por otro lado, la presencia de estas partículas con su incremento de
superficie específica aumenta la demanda de agua en las mezclas de concreto
y por consiguiente la cantidad de cemento. El procedimiento para determinar
el porcentaje de material que tiene un diámetro menor de 0.074 mm (tamiz
No.200) es la granulometría descrita anteriormente.
Contenido de materia orgánica
La materia orgánica es producto de la descomposición de los vegetales y
sustancias carbonosas, cuya composición química es ácido tánico y sus
derivados conocidos con el nombre de humus.
Cuando la presencia de humus es alta, especialmente en las arenas que por
su tamaño suelen retener más materia orgánica, se impide total o parcialmente
el fraguado del cemento. La presencia de otras partículas como terrones de
arcilla, carbón, madera, lignito, mica, pueden disminuir la resistencia del
concreto, o poner en peligro su durabilidad. C
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 18
VII. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA
a) Datos generales del agregado a utilizar
Ubicación de la cantera
Cantera Agocucho:
Accesibilidad:
Se encuentra ubicada al Sur- Este y a 9 Km de la ciudad de Cajamarca, a una
altitud de 2700 m.s.n.m. cerca de la hacienda la Colpa. La accesibilidad es
buena, facilitando así el transporte de los agregados.
Tipo de agregado: Agregado de rio
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 19
Procedimiento y resultados de los ensayos
1. PARA EL AGREGADO FINO
Materiales:
Estufa
Balanza electrónica
Tamices estándar.
Fiola o Picnómetro
Vernier.
Taras.
a. CONTENIDO DE HUMEDAD
Procedimiento
Por el método de cuarteo se selecciona una muestra de agregado fino.
Se pesa la tara y luego se coloca la muestra húmeda o en estado natural para
volver a pesar.
Se coloca a la estufa dicha muestra por 24 h para conseguir una muestra seca
o anhidra
Datos:
Ptara= 45g
Ptara + muestra (húmedo) = 445g
Pmuestra (húmedo) = Ptara + muestra (húmedo) - Ptara = 445g - 45g = 400g
Ptara + muestra (anhidro) = 390g
Pmuestra (anhidro) = Ptara + muestra (anhidro) - Ptara = 390g - 45g = 345g
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 20
Resultado:
%W = Pmuestra (humedo)−Pmuestra (anhidro)
Pmuestra (anhidro)𝑥100
%W = 400−345
345𝑥100
%W = 15.947
Interpretación:
El valor obtenido pertenece al intervalo %W > 10 o 15
Entonces afirmamos que nuestra muestra está en estado saturado con agua libre
superficial.
b. PESO UNITARIO VOLUMÉTRICO (suelto y compactado)
Procedimiento
Suelto:
Se pesa y halla el volumen de un recipiente que sea regular en forma e
indeformable.
Se necesita agregado en la condición seco superficialmente y se lo coloca
en dicho depósito y se pesa
Compactado
Se pesa y halla el volumen de un recipiente que sea regular en forma e
indeformable.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 21
Se necesita agregado en la condición seco superficialmente y se lo coloca
en dicho depósito luego de compactarlas en el molde metálico
apisonándolas con 25 golpes con una varilla de 5/8” en 3 capas y luego se
pesa.
Datos:
Volumencilindro metálico:
MEDIDA DIAMETRO ALTURA
1 15.40 30.60
2 15.30 30.70
3 15.35 30.65
4 15.30 30.50
PROMEDIO 15.34 30.61
AREA 184.76
VOLUMEN 5655.85
Entonces:
Vaparente = 5655.85 cm3
Pesocilindro+muestra (húmedo suelto): 18 350g
Pesomuestra (húmedo suelto): 18 350g - 11 700g = 6 650g
Pesocilindro+muestra (húmedo compactado): 20 200g
Pesomuestra (húmedo compactado): 20 200g - 11 700g = 8 500g
Resultados:
P.U.V.suelto = 𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐦𝐮𝐞𝐬𝐭𝐫𝐚 (𝐡ú𝐦𝐞𝐝𝐨 𝐬𝐮𝐞𝐥𝐭𝐨)
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒂𝒑𝒂𝒓𝒂𝒓𝒆𝒏𝒕𝒆
P.U.V.suelto = 𝟔 𝟔𝟓𝟎𝐠
𝟓𝟔𝟓𝟓.𝟖𝟓 𝐜𝐦𝟑
P.U.V.suelto = 1.18 g/cm3
P.U.V.compactado= 𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐦𝐮𝐞𝐬𝐭𝐫𝐚 (𝐡ú𝐦𝐞𝐝𝐨 𝐜𝐨𝐦𝐩𝐚𝐜𝐭𝐚𝐝𝐨)
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒂𝒑𝒂𝒓𝒂𝒓𝒆𝒏𝒕𝒆
P.U.V.compactado = 𝟖 𝟓𝟎𝟎𝐠
𝟓𝟔𝟓𝟓.𝟖𝟓 𝐜𝐦𝟑
P.U.V.compactado = 1.50 g/cm3
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 22
Este parámetro físico sirve para convertir un diseño de volumen a un diseño
en peso y para calcular la cantidad de material en m3 compactado en el concreto.
c. GRANULOMETRÍA
Procedimiento
Consiste en hacer pasar una determinada cantidad del agregado a través de
una serie de tamices standard, dispuestos de mayor a menor. Los tamices
se disponen de cuerdo a la utilización.
Los resultados se consignan en una tabla en la que deben aparecer: Peso
de la muestra ensayada, peso del material retenido en cada malla, % del
material retenido, % retenido acumulado y % que pasa.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 23
- Peso inicial: 1500 g
DATOS GRANULOMETRÍA
TAMIZ
N°
PESO DEL
TAMIZ
PESO TAMIZ +
MUESTRA
PESO
MUESTRA
PESO MUESTRA
COMPENSADA
4 595 595 0 4.286
8 740 750 10 14.286
16 390 430 40 44.286
30 415 605 190 194.286
50 370 1315 945 949.286
100 300 530 230 234.286
200 300 335 35 39.286
TOTAL 3110 4560 1450 1500.000
TABLA GRANULOMETRÍA
TAMIZ
N°
DIAMETRO(mm) PESO RETENIDO
(g)
%PESO
RETENIDO
%RETENIDO
A*
%QPASA
4 4.750 4.286 0.286 0.286 99.714
8 2.360 14.286 0.952 1.238 98.762
16 1.180 44.286 2.952 4.190 95.810
30 0.600 194.286 12.952 17.143 82.857
50 0.300 949.286 63.286 80.429 19.571
100 0.150 234.286 15.619 96.048 3.952
200 0.075 39.286 2.619 98.667 1.333
TOTAL 1500 100.000 199.333
Resultado
MODULO DE FINURA DEL
AGREGADO FINO
1.993
PORCENTAJE DE FINOS 1.333%
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 24
Curva granulométrica
d. PESOS ESPECÍFICOS
EQUIPO
Balanza, con sensibilidad de 0.1 gr. y capacidad no menor de 1 kg.
Molde cónico, metálico, diámetro menor 4 cm, diámetro mayor 9 cm, y altura
7.5 cm.
Varilla de metal, con un extremo redondeado, de (25±15) gr. de peso.
Juego de tamices:
99,714 98,762 95,810
82,857
19,571
3,952 1,333
0,000
20,000
40,000
60,000
80,000
100,000
120,000
4,750 2,360 1,180 0,600 0,300 0,150 0,075
T%Q
PA
SA
DIAMETRO(MM)
%QPASA VS DIAMETRO
%QPASA
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 25
Procedimiento
Primero colocamos aproximadamente 1000gr de agregado fino, obtenido
del agregado que se desea ensayar a través de una partición en cuatro,
después secamos al horno, luego volvemos a saturar.
Luego de haber saturado extendemos sobre una superficie cualquiera
expuesta al aire libre, removemos con frecuencia hasta lograr un secado
uniforme, continuamos esta operación hasta que los granos el agregado
fino no se adhiera entre sí, para ello utilizamos el molde cónico.
Luego colocamos el agregado fino en forma suelta en el molde cónico,
golpeamos la superficie suavemente 25 veces con varilla de metal y
levantamos el molde verticalmente. Si existe humedad libre, el cono del
agregado fino mantendrá su forma, En tal caso seguimos secando,
realizamos lo mismo hasta que el cono se derrumbe al quitar el molde.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 26
Extraemos una mezcla de 500 gr aproximadamente de este material, lo
introducimos con cuidado en una fiola de capacidad de 500 ml, a
continuación llenamos con agua hasta la marca indicada, determinando
previamente la cantidad de agua añadida. Luego agitamos enérgicamente
y con mucho cuidado, para luego completar con agua hasta la marca.
- Peso específico de masa
Pe =Peso Específico de Masa.
V= Volumen del frasco (cm3)
Wo = Peso en el aire de la muestra secada en estufa (gr).
Va = Peso en (gr) o volumen (cm3) del agua añadida al frasco
VaV
WPe
0
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 27
Datos:
Pesofiola = 200g
V = 500 cm3
Pesofiola + agua = 455g
Pesofiola + agua + muestra = 955g
Pesomuestra = Pesofiola + agua + muestra - Pesofiola + agua = 955g - 455g = 500g
(Peso inicial de la muestra)
Pesotara = 120g
Pesotara + agua + muestra = 935g
Pesotara + muestra = 616g (secado al horno)
Pesoanhidro muestra = 616g - 120g = 496g (Wo)
Va = 455g - 200g = 255g
- Peso específico de masa saturada con superficie seca.
Pesss = Peso específico del material saturado con superficie seca.
V = Volumen del frasco (cm3)
Va= Peso en (gr) o volumen (cm3) del agua añadida al frasco
Datos:
Pesofiola = 200g; V = 500 cm3; Pesofiola + agua = 200g
Va = 455g - 200g = 255g
Va-V
500Pesss
3/02.2255500
496cmgPe
3/04.2255-500
500cmgPesss
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 28
- Peso específico aparente
Pea = Peso específico aparente.
V = Volumen del frasco (cm3)
Wo = Peso en el aire de la muestra secada en estufa (gr).
Va = Peso en (gr) o volumen (cm3) del agua añadida al frasco
Datos:
Pesofiola = 200g; V = 500 cm3; Pesofiola + agua = 200g
Va = 455g - 200g = 255g
Pesoanhidro muestra = 616g - 120g = 496g (Wo)
- Porcentaje De Absorción
Abs = Porcentaje de absorción.
V = Volumen del frasco (cm3)
Wo = Peso en el aire de la muestra secada en estufa (gr).
Va = Peso en (gr) o volumen (cm3) del agua añadida al frasco
Datos:
Pesofiola = 200g; V = 500 cm3; Pesofiola + agua = 200g
Va = 455g - 200g = 255g
Pesoanhidro muestra = 616g - 120g = 496g (Wo)
Wo)-(500-Va)- (V
WoPea
100*500
0
0
W
WAbs
3/06.2496)-(500-255)- (500
496 cmgPea
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 29
2. PARA EL AGREGADO GRUESO
a. PESO UNITARIO VOLUMÉTRICO
Datos:
Pesocilindro metálico: 11 700g
MEDIDA DIAMETRO ALTURA
1 15.40 30.60
2 15.30 30.70
3 15.35 30.65
4 15.T30 30.50
PROMEDIO 15.34 30.61
AREA 184.76
VOLUMEN 5655.85
Entonces:
Vaparente = 5655.85 cm3
b. PESO UNITARIO VOLUMÉTRICO SUELTO
MEDIDA PESOCILINDRO +
MUESTRA(g)
PESOMUESTRA(g)
1 20300.00 8600.00
2 20260.00 8560.00
3 20390.00 8690.00
PROMEDIO 20316.67 8616.67
P.U.V.suelto = 𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐦𝐮𝐞𝐬𝐭𝐫𝐚 (𝐡ú𝐦𝐞𝐝𝐨 𝐬𝐮𝐞𝐥𝐭𝐨)
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒂𝒑𝒂𝒓𝒂𝒓𝒆𝒏𝒕𝒆
P.U.V.suelto = 𝟖𝟔𝟏𝟔.𝟔𝟕𝐠
𝟓𝟔𝟓𝟓.𝟖𝟓 𝐜𝐦𝟑
P.U.V.suelto = 1.52 g/cm3
%81.0)100*496
496500(
Abs
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 30
c. PESO UNITARIO VOLUMÉTRICO COMPACTADO
MEDIDA PESOCILINDRO +
MUESTRA(g)
PESOMUESTRA(g)
1 21810.00 10110.00
2 21790.00 10090.00
3 22150.00 10450.00
PROMEDIO 21916.67 10216.67
P.U.V.compactado= 𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐦𝐮𝐞𝐬𝐭𝐫𝐚 (𝐡ú𝐦𝐞𝐝𝐨 𝐜𝐨𝐦𝐩𝐚𝐜𝐭𝐚𝐝𝐨)
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒂𝒑𝒂𝒓𝒂𝒓𝒆𝒏𝒕𝒆
P.U.V.compactado = 𝟏𝟎𝟐𝟏𝟔.𝟔𝟕𝐠
𝟓𝟔𝟓𝟓.𝟖𝟓 𝐜𝐦𝟑
P.U.V.compactado = 1.81 g/cm3
d. GRANULOMETRÍA
Peso inicial: 6000g
DATOS DE GRANULOMETRIA
TAMIZ PESO DEL
TAMIZ(gr)
PESO DEL
TAMIZ +
MUESTRA(gr)
PESO DE LA
MUESTRA(gr)
PESO
COMPENSADO
3" 455 455 0 66.875
2 1/2" 475 475 0 66.875
2" 465 465 0 66.875
1 1/2" 495 495 0 66.875
1" 465 465 0 66.875
3/4" 480 2160 1680 1746.875
1/2" 495 2435 1940 2006.875
3/8" 470 2315 1845 1911.875
TOTAL 5465 6000.000
Tamaño
máximo
Tamaño
nominal
máximo
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 31
- Curva granulométrica
98.885 97.771 96.656 95.542 94.427
65.313
31.865
0
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
76.2 63.5 50.8 38.1 25.4 19.05 12.7 9.525
% Q
UE
PA
SA
DIAMETRO
% QUE PASA vs DIAMETRO
% QUE PASA
TABLA DE GRANULOMETRIA
TAMIZ DIAMETRO PESO
RETENIDO
%PESO
RETENIDO
%PESO RETENIDO
ACUM
% QUE
PASA
3" 76.2 66.875 1.115 1.115 98.885
2 1/2" 63.5 66.875 1.115 2.229 97.771
2" 50.8 66.875 1.115 3.344 96.656
1 1/2" 38.1 66.875 1.115 4.458 95.542
1" 25.4 66.875 1.115 5.573 94.427
3/4" 19.05 1746.875 29.115 34.688 65.313
1/2" 12.7 2006.875 33.448 68.135 31.865
3/8" 9.525 1911.875 31.865 100.000 0.000
TOTAL 6000 100.000 219.542
CONCLUSIÓN
MODULO DE FINURA DEL AGREGADO
GRUESO
2.195416667
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 32
PESOS ESPECÍFICOS
EQUIPO
Canastilla metálica de alambre, con abertura no mayor de 3 mm.
Horno o estufa, capaz de mantener una temperatura de 110° C ± 5° C.
PROCEDIMIENTO
Mediante el método de separar en cuatro partes un acumulado del material
seleccionamos 6.000kg del agregado que vamos a ensayar.
Luego de un lavado completo para eliminar el polvo y otra impurezas
superficiales de las partículas, secamos la muestra hasta que tenga que
presente un peso constante (100° C - 110° C).
Se satura la muestra durante 24 horas.
Sacamos la muestra del agua y hacemos el secado de toda película de agua
visible, aunque la superficie de las partículas aún aparezca húmeda.
Obtenemos el peso de la muestra bajo la condición de SSS.
Después de pesar, colocamos de inmediato la muestra saturada con superficie
seca en la canastilla metálica y se sumerge en agua, luego determinamos su
peso en agua.
Secamos nuevamente la muestra en el horno hasta obtener un peso constante,
a una temperatura de 100° C a 110°C, la dejamos enfriar hasta temperatura
ambiente y luego la pesamos.
Datos:
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 33
Peso agregado seco al horno (SSS) = 5.350 kg…….(A)
Peso canastilla en el aire= 2.540 kg
Peso canastilla sumergida= 1.840 kg
Peso canastilla + grava sumergida= 5.400 kg
Peso grava sumergida= 3.560 kg…….(C)
Peso de la muestra seca en aire = 3.060 kg…….(B)
RESULTADOS
- Peso específico masa.
Pe = Peso Específico de Masa.
A = Peso en el aire, de la muestra seca al horno (kg.)
B = Peso en el aire de la muestra (kg.)
C = Peso en el agua de la muestra (kg.)
Datos:
A = 5.350 kg
B = 5,600 kg
C = 3.560 kg
𝑃𝑒 =5.350 𝑘𝑔
5.600 𝑘𝑔 − 3.560 𝑘𝑔= 2.62
- Peso específico de masa saturada con superficie seca.
Pe(sss) = Peso específico de masa saturada con superficie seca.
CB
APe
CB
BsssPe
)(
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 34
B = Peso en el aire de la muestra saturada con superficie seca (kg.)
C = Peso en el aire, de la muestra saturada (kg.)
Datos:
B = 5,600 kg
C = 3.560 kg
𝑃𝑒(𝑆𝑆𝑆) =5.600 kg
5.600 kg − 3.560 𝑘𝑔= 2.75
- Peso específico aparente
Pea = Peso específico aparente.
A = Peso en el aire, de la muestra seca al horno (kg.)
C = Peso en el aire, de la muestra saturada (kg.)
Datos:
A = 5.350 kg
C = 3.560 kg
𝑃𝑒𝑎 =5.350 𝑘𝑔
5.350 𝑘𝑔 − 3.560 𝑘𝑔= 2.99
- Porcentaje de absorción del agregado grueso.
Abs = Porcentaje de absorción.
A = Peso en el aire, de la muestra seca al horno (kg.)
A
ABAbs
CA
APea
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 35
B = Peso en el aire de la muestra saturada con superficie seca (kg.)
Datos:
A = 5.350 kg
B = 5,600 kg
𝐴𝑏𝑠 =5.600 𝑘𝑔 − 5.350 𝑘𝑔
5.350 𝑘𝑔= 0.047
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 36
VI. CONCLUSIONES.
CONCLUSIONES DE AGREGADO FINO
Deberá estar libre de cantidades perjudiciales de cantidades perjudiciales de
polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, esquistos, pizarras, esquistos,
pizarras, álcalis, materia organica, sales, u otras sustancias dañinas.
Deberá estar graduado dentro de los l estar graduado dentro de los límites
indicados en la Norma NTP 400.037 NTP 400.037. Es recomendable tener en
cuenta lo siguiente:
- La granulometría seleccionada deberá ser continua, con valores retenidos
en las mallas Nº 4, 8, 16, 30, 50 y 100 de la serie Tyler.
- En general, es recomendable que la granulometría se encuentre dentro de
los siguientes límites:
El Módulo de fineza se mantendrá dentro del límite de más o menos 0.2 del
valor asumido para la selección de las proporciones del concreto; siendo
recomendable que el valor asumido esté entre 2.35 y 3.15.
No deberá haber presencia de materia orgánica cuando ella es determinada de
acuerdo a los requisitos de la Norma N.T.P. 400.013.
Podrá emplearse agregado fino que no cumple con los requisitos indicados
siempre que:
La coloración en el ensayo se deba a la presencia de pequeñas
partículas de carbón, o partículas similares.
Realizado el ensayo, la resistencia a los 7 d í a s de morteros preparados
con dicho agregado no sea menor del 95% de la resistencia de
morteros similares preparados con otra porción de la misma muestra
de agregado fino previamente lavada con una solución al 3% de
hidróxido de sodio.
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 37
CONCLUSIONES DE AGREGADO GRUESO
El agregado grueso deberá estar conformado por estar conformado por partículas
limpias, de perfil preferentemente angular o semi angular, duras, compactas,
resistentes, y de textura preferentemente rugosa.
El tamaño máximo nominal del agregado grueso no deberá ser mayor de:
1/5 de la menor dimensión entre caras de caras de encofrados
1/3 del peralte de las losas
3/4 del espacio libre mínimo entre barras o alambres individuales de
refuerzo; paquetes de barras; torones; o ductos de presfuerzo.
El agregado grueso empleado en concreto para pavimentos, o en estructuras sometidas
a procesos de erosión, abrasión o cavitación, no deberá tener una pérdida mayor del
50% en el ensayo de abrasión realizado de acuerdo a las normas NTP 400.019.
CUADRO DE RESULTADOS (Resumen)
PROPIEDAD AGREGADO
FINO
AGREGADO
GRUESO
CONTENIDO DE HUMEDAD 15.95% ____
PESO UNITARIO VOLUMÉTRICO
(suelto)
1.18 g/cm3 1.52 g/cm3
PESO UNITARIO VOLUMETRICO
(compactado)
1.50 g/cm3 1.81 g/cm3
MODULO DE FINURA 1.99 2.195416667
PESO ESPECÍFICO DE MASA 2.02 2.62
PESO ESPECÍFICO DE MASA SSS 2.04 2.75
PESO ESPECÍFICO APARENTE 2.06 2.99
PORCENTAJE DE ABSORCIÓN 0.81% 0.05%
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
ING .CIVIL 38
VIII. BIBLIOGRAFIA:
- http://www.bdigital.unal.edu.co/6167/5/9589322824_Parte1.pdf
- http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/palmira/materiales/pdf/cap6/am
plia/conceptos%20generales%20agregados.pdf
- https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/3334/34065-
13.pdf?sequence=13.
- Ing. José Lezama Leyva – “Materiales de Construcción”.
- Apuntes de Clase