LABORATORIO # 2 ANÁLISIS DE AGREGADO PARA CONCRETO

VALENTINA CÁRDENAS PARDOJULIANA CORTÉS MENDIVIL

KAREN RUBIO OLIVERA

Profesor:Jeisson Dubier Hurtado Tinoco

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ D.C2015

OBJETIVOS

Basándose en los estándares de las normas, determinar si el agregado es apto para darle uso en concreto.

Especificar la cantidad de materiales finos que quedaron en cada tipo de agregado.

Establecer el contenido orgánico en cada agregado. Determinar el contenido de humedad en cada agregado. Comparar un agregado fino con respecto a un agregado grueso. Hallar el módulo de finura.

MATERIALES

1. Ensayo granulométrico Balanza de 800 g. Recipientes.

Tamices de malla redonda. Brochas.

Un horno. Agua.

2. Ensayo contenido de materia orgánica

Hidróxido de sodio disuelto al 3% Arena Recipiente de vidrio Escala de color

3. Ensayo de contenido de humedad Arena Balanza Horno Recipientes para muestras

PROCEDIMIENTO

1. Ensayo granulométrico Se empieza separando una muestra de agregado, una para fino y otra

para grueso, mediante el proceso de cuarteo. Como segundo paso se pesa la muestra en seco. Luego se procede al lavado de la muestra con un tamiz número 200, con

el fin de separar gravas de arenas. Este proceso se realiza hasta que el agua saliera lo más limpia posible.

Antes de pesar las muestras se debe calibrar la balanza con el recipiente despreciando su peso.

Después la muestra lavada se seca en el horno a una temperatura de 110°.

Cuando la muestra sale del horno, se deja enfriar hasta una temperatura ambiente y así poder pesar la muestra lavada en seco.

Por último, se vierte la muestra en el tamiz de 3/8 filtrando una cantidad retenida en este tamiz para así poder ser pesada. De esta forma se repite el proceso con los demás tamices.

Lon números de los tamices son: 200, 100, 50, 30, 16, 8, 4 y 3/8, que corresponden al orden de la imagen.

2. Ensayo contenido de materia orgánica

Se tiene un recipiente de vidrio con arena en él, en donde se deposita hidróxido de sodio al 3% para posteriormente ser agitado.

Se deja el recipiente 24 horas en reposo según la norma, luego de esto se observa el color del líquido y se compara con la escala de color.

3. Ensayo contenido de humedad Se pesa inicialmente una cantidad obtenida por cuarteo de agregado. Esta es llevada al horno durante 24 a una temperatura de 110° C. Finalmente se vuelve a pesar el agregado cuando este se ha enfriado a

una temperatura ambiente entre 12 y 16 horas.

RESULTADOS

1. Ensayo granulométrico

Agregado peso final seco sin lavar(g)

Peso final seco lavado (g)

Material fino extraído en el lavado (g)

Arena 392.9 376.3 16.6Gravas 4718.5 4707.8 10.7

Tabla 1 En esta tabla se tienen los datos tomados del laboratorio, en donde el peso final seco sin lavar se extrajo de una muestra por cuarteo. El valor del peso final seco lavado se tomó luego de lavar con agua la muestra y posteriormente secarlo en el horno. Por último se tiene el valor del material fino extraído en el lavado, el cual se halló mediante la diferencia que hay entre los dos pesos mencionados anteriormente.

Material fino Arenas

Abertura del tamiz (mm)

Abertura del tamiz (in)

Peso retenido (g)

% Retenido % Retenido Acom

% Pasa

9.5 3/8" 0 0 0 1004.8 4 17.3 4.4 4.4 95.62.4 8 51 13.0 17.4 82.61.2 16 71 18.1 35.5 64.50.6 30 96.1 24.5 59.9 40.10.3 50 83.5 21.3 81.2 18.8

0.15 100 39.8 10.1 91.3 8.70.075 200 16 4.1 95.4 4.6Fondo Fondo 18.1 4.6 100.0 0.0

Σ 392.8

Tabla 2 Análisis granulométrico para agregado fino.

Material grueso Gravas

Abertura del tamiz (mm)

Abertura del tamiz (in)

Peso retenido (g)

% Retenido % Retenido Acom

% Pasa

50.8 2" 0 0 0 100

38.1 1 1/2" 0 0.0 0.0 100.0

25 1" 27 0.6 0.6 99.4

19 3/4" 638.5 13.5 14.1 85.9

12.7 1/2" 2824.9 59.9 74.0 26.0

9.5 3/8" 574.1 12.2 86.1 13.9

4.8 4 615 13.0 99.2 0.8

2.4 8 27.3 0.6 99.8 0.2

Fondo Fondo 11.7 0.2 100.0 0.0

Σ 4718.5

Tabla 3 Análisis granulométrico para agregado grueso.

0.01 0.1 1 100 %

10 %

20 %

30 %

40 %

50 %

60 %

70 %

80 %

90 %

100 %

Curva granulométrica de arenas

curva granulométricalímite inferiorLímite superior

% Pasa

Gráfica 1 En esta gráfica se puede determinar la distribución de los tamaños de las partículas en el agregado fino, en donde se pueden comparar con los valores de los límites superior e inferior establecidos por la norma NTC 174.

Abertura del tamiz (mm)

0.01 0.1 1 100 %

10 %

20 %

30 %

40 %

50 %

60 %

70 %

80 %

90 %

100 %

Curva granulométrica

curva granulométricalímite inferiorLímite superior

Gráfica 2 En esta gráfica se puede determinar la distribución de los tamaños de las partículas en el agregado grueso, en donde se pueden comparar con los valores de los límites superior e inferior establecidos por la norma NTC 174.

Análisis de finura

MF= Σ%ret acom100

Abertura tamiz % Retenido acum.4 4.48 17.4

16 35.530 59.950 81.2

100 91.3

Σ 289.7 Cantidad de material fino

Arena cf=f +( ps−pr )

Cf = cantidad de material fino

f= el material que queda en el fondo

% Pasa

Abertura del tamiz (mm)

MF=289.7100

MF = 2.897

ps= peso seco sin lavarpr= peso retenido

cf=1,5+(392,9−376,2)cf= 18,1Grava

cf=f +( ps−pr )

Cf = cantidad de material finof= el material que queda en el fondops= peso seco sin lavarpr= peso retenido

cf=0,9+(4718,5−4707,8)cf=11,7

2. Ensayo contenido de materia orgánica.“Para la evaluación del resultado se tiene la tabla de valores del contenido de materia orgánica en el agregado fino según Icontec-127, en donde se considera que el contenido de materia orgánica no es perjudicial si el ensayo da un valor de 3 o inferior en el número de referencia”1

Color Número del colorNormal Gardner

Número de la referencia orgánica

Amarillo claro 5 1Amarillo oscuro 8 2

Ambar 11 3Ambar oscuro 14 4

Negro 16 5Tabla 4. Valores del contenido de materia orgánica en el agregado fino se gún Icontec-127.

Por ende, el resultado es positivo, ya que el color resultante esta dentro del rango establecido en la norma.

3. Ensayo contenido de humedad.

1 GUZMAN, Diego. Tecnología Del Concreto Y Del Mortero. 3 ed. Bogotá: BHANDAR EDITORES LTDA, 1996. p.101

w%=(wH 2O+wRec)−(W Sec+W Res)

(W Sec+W Res)∗100

Agregado fino (Arena)

w%=466.5−442.8442.8

∗100

w%=5.35%

Agregado grueso (Grava)

w%=753.7−745.9745.9

∗100

w%=1.05%

ANALISIS DE RESULTADOS

1. Ensayo de GranulométricoSegún el análisis de las gráficas se puede establecer si el material es apto o no. En la gráfica 1 se evidencia que la distribución de los tamaños del grano del agregado de un material fino está dentro de los límites establecidos en la norma. Por otro lado, en la gráfica 2 se evidencia un comportamiento no apto de la distribución para los granos del agregado de un material grueso. Sin embargo existen procesos de optimización tales como la dosificación del agregado que permiten una mejora en este tipo de agregados. Análisis de finura

Al comparar el resultado del módulo de finura que dio a partir de los datos del laboratorio, que corresponde a 2.897 con el rango que es adecuado para producir concreto el cual debe estar entre 2.5 y 3.4.

Análisis de cantidad de finos

Debido al lavado del material que se hace en el laboratorio, se eliminan los excesos de finos los cuales no son adecuados para ser parte del concreto.

2. Ensayo contenido materia orgánicaAl comparar el color resultante del ensayo con la escala de colorimétrica y la tabla 4, puede decirse que el contenido de materia orgánica es muy bajo, ya que se obtuvo un color amarillo claro.

3. Ensayo contenido humedadEl principal factor que afecta la manejabilidad es el contenido del agua de la mezcla. Comparando los resultados obtenidos en el laboratorio con la norma INV E-122-13 no hay presencia de masa seca constante ya que la pérdida de masa después del secado en horno no fue menor del 1%.

RECOMENDACIONES DEL MATERIAL COMO APLICACIÓN EN INGENIERÍA

“La combinación de materia vegetal hojas tallos y raíces se manifiesta en forma de humus y este, en cierta cantidad puede impedir parcial o totalmente el fraguado del cemento, por lo cual hay que controlar su presencia en los agregados, especialmente en la arena, la cual, debido al tamaño de sus partículas, suele retener la materia orgánica finamente dividida y que se encuentra en proceso de descomposición”2

El ensayo de contenido de materia orgánica indica que el material es apto para uso en una mezcla de concreto debido a su bajo contenido de esta materia lo que indica que no se efectúan reacciones químicas durante el fraguado.

“El lavado del material se hace con el fin de remover el limo, la arcilla y el exceso de finos que, como ya se estudió son perjudiciales para el concreto. Usualmente esta operación se inicia durante el tamizado y se completa con la clasificación.En los casos en el que el material contiene arcilla, lodo, bolas de barro o impurezas orgánicas en exceso y firmemente adheridas, se emplean tambores desenlodadores, diseñados para cumplir eficientemente esta función.” 3

2 GUZMAN, Diego. Tecnología Del Concreto Y Del Mortero. 3 ed. Bogotá: BHANDAR EDITORES LTDA, 1996. p. 1013 GUZMAN, Diego. Tecnología Del Concreto Y Del Mortero. 3 ed. Bogotá: BHANDAR EDITORES LTDA, 1996. p. 107

El agregado fino tiene un óptimo comportamiento para su utilización en concreto.

El agregado grueso puede llegar a ser utilizado en mezclas para concreto si es debidamente procesado de nivelación mediante un ajuste de curva y extracción o agregación de granos necesarios.

“ En la práctica, lo que indica el tamaño máximo de un agregado es el tamaño de la partícula más grande que hay dentro de la masa de agregados, el cual debe ser compatible con las dimensiones y especificaciones de la estructura” 4

CONCLUSIONES A mayor variedad de tamaños de las partículas que componen el agregado, se

consigue una mezcla más homogénea para el concreto. De acuerdo a la gráfica 1 se determinó que el agregado de arena tiene un

satisfactorio comportamiento para ser utilizado en concreto. El módulo de finura del agregado de arena es 2,897 el cual se encuentra en el

rango adecuado para producir concreto el cual va desde 2.5 hasta 3.4.

El ensayo de contenido de humedad define la relación entre la cantidad de agua que está depositada en los poros del material y la masa de las partículas sólidas de este mediante una expresión porcentual.

Según la norma INV E-122-13 en la definición 2.1.2 se puede determinar que en el agregado no hay masa seca constante.

BIBLIOGRAFÍA

4 GUZMAN, Diego. Tecnología Del Concreto Y Del Mortero. 3 ed. Bogotá: BHANDAR EDITORES LTDA, 1996. p. 78

[Sánchez de Guzmán, Diego. Tecnología del Concreto y Propiedades; 1997, Pags 65-108]

Instituto Nacional de Vías. INV E – 122 - 13. Determinación en el laboratorio del contenido de agua (humedad) de muestra de suelo, roca y mezclas de suelo-agregado.

Instituto Nacional de Vías. INV E – 123 - 13. Determinación de los tamaños de las partículas de los suelos.

http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/TamizT3.htm