informe de ensayo de rocas

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

DOCENTE : Ing. RAFAEL QUIROZ CHIHUAN

INTEGRANTES : FLORES HERRERA, Yonatan Pool.

GAMONAL BURGA, Royser.

GIL ACUÑA, Joel Elkar.

CHUQUIHUANGA PERALTA, Marco A.

OLIVERA CUBAS, Edilmer.

SAAVEDRA FUSTAMANTE, Ramiro F.

VALDEZ AMAMBAL, Waldir E.

ASIGNATURA : TEC. MAT. DE CONSTRUCCION

CICLO : IV

JAÉN-PERÚ

2014

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA SEDE-JAEN

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION

INDICE

I. INTRODUCCIÓN..........................................................................................................................2

II. OBJETIVOS..................................................................................................................................3

III. JUSTIFICACIÓN.......................................................................................................................3

IV. MARCO TEORICO....................................................................................................................4

V. EQUIPO y MATERIALES:............................................................................................................7

VI. PROCEDIMIENTO....................................................................................................................7

A. DIMENCIONES Y PESOS DE LAS PROBETAS DE LAS ROCAS.....................................................7

B. ENSAYO DE LA PROBETA 01....................................................................................................9

VII. NORMA TECNICA..................................................................................................................11

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I. INTRODUCCIÓN

El conocimiento de las propiedades de las rocas, es de gran importancia para el ingeniero civil, en las diferentes obras o proyectos a desarrollar.

Con la realización de la primera práctica de laboratorio del curso de Materiales de Construcción; nos iniciamos en el manejo preliminar de los instrumentos que son utilizados para determinar algunas de las propiedades físicas-mecánicas de las rocas, DENSIDAD. Al realizar este laboratorio podemos decir que de acuerdo a los tipos de agregados encontraremos partículas que tienen poros saturables como no saturables que dependiendo de su permeabilidad pueden estar vacíos parcialmente saturados o totalmente llenos de agua, generando así una serie de estados de humedad y densidad.

Sabiendo lo que más interesa en el diseño de mezcla es la densidad aparente de los agregados. Este factor es importante para el diseño de mezcla porque con él podemos determinar la cantidad de agregado requerido para un volumen unitario de concreto.

Esta práctica se ha basado en primer lugar, en adquirir muestras de rocas a las cuales se denomina probetas estándar (Andesita, Arenisca, Granito), las cuales han sido sometidas a distintos procesos para obtener determinados resultados; de esta manera conocer si dichas muestras son o no apropiadas para la construcción de obras civiles.

Asimismo cabe resaltar que gracias al conocimiento de las propiedades de las rocas podemos determinar diseños de mezclas, resistencia de las rocas a ciertas cargas, utilización de las rocas a las condiciones existentes y ver como las condiciones atmosféricas afectan a cada tipo de roca.

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II. OBJETIVOS

Determinar la masa de la unidad de volumen de la roca (arenisca) en diferentes estados.

Diferenciar bien el significado de densidad, puesto que existen varios tipos de densidad.

Determinar otros parámetros relacionados con los diferentes tipos de densidades.

III. JUSTIFICACIÓN

En todo trabajo de experimentación e investigación se busca la razón o el porqué de dicho trabajo, pues bien, el presente informe además de reconocer las distintas propiedades tanto físicas como mecánicas de las rocas estudiadas : arenisca; busca aplicar los resultados o datos obtenidos a nuestro campo ocupacional, es decir no sólo buscamos un alcance teórico que quede enmarcado en un informe sino que los conocimientos obtenidos trasciendan más allá para que posteriormente los podamos utilizar en nuestra carrera profesional. Así por ejemplo el hecho de conocer la resistencia de tal o cual material nos ayudará a determinar si es o no es bueno en la construcción, propiedades como el grado de absorción, de capilaridad, la densidad son factores determinantes que influyen en la construcción. Seguros de poder alcanzar dicho objetivo, presentamos el siguiente informe.

“se debe buscar en nuestras nuevas construcciones calidad y economicidad”

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IV. MARCO TEORICO

a) LA DENSIDAD

La densidad es una propiedad elemental y fundamental de los materiales, relacionada con la naturaleza de sus constituyentes y la porosidad existente entre ellos. La densidad (ρ) se define como la masa (M) por unidad de volumen (V), y se expresa en Kg/m3:

ρ = M / V

Debido a que las rocas contienen poros ya sea abiertos (accesibles), como cerrados (inaccesibles), el significado de la densidad tiene que ser cuidadosamente definido por lo que hay varios tipos de densidades.

Fundamentalmente se distingue dos: "densidad absoluta" y "densidad relativa".

Densidad real.- se define como la relación que existe entre el peso de la muestra seca, al volumen real que ocupa (volumen sin poros)

Densidad aparente.- se define como la relación que existe entre el peso de la muestra seca, al volumen aparente que ocupa (volumen incluido los poros poros)

Densidad húmeda.- se define como la relación que existe entre el peso de la muestra saturada, al volumen saturado que ocupa.

Contenido de humedad: (w%).- se define como el contenido de agua presente en una masa de roca, es expresado en porcentaje, cuando la muestra está en estado natural, por lo que también se le conoce como humedad natural.

Coeficiente de densidad o Compacidad (C)-. Es el grado en que el volumen del material queda ocupado por la sustancia sólida.

NOTA Si la compacidad de un espécimen de roca se aproxima a la unidad significa que esta, es más densa y por consiguiente tiene menos porcentaje de poro.

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b) PERMEABILIDAD DE GAS

Este método depende de la relación entre la superficie específica y la resistencia al paso de un flujo de gas a través de un lecho de polvo poroso. El método es simple y rápido, y su resultado en general se correlaciona bien con la reactividad química del polvo. Sin embargo, no permite medir una gran proporción de la textura superficial profunda de las partículas.

c) MASA VOLUMÉTRICA.

Masa volumétrica: Es la masa del material por unidad de volumen, siendo el volumen el ocupado por el material en un recipiente especificado.

En este resumen se presenta la Norma Mexicana NMX-C-073-0NNCCE-2004. Industria de la construcción. Agregados. Masa volumétrica. Método de prueba. Usted puede usarlo para familiarizarse con los procedimientos básicos de la Norma. Sin embargo, este resumen no tiene la intención de reemplazar los estudios completos que usted haga de la Norma. Esta Norma mexicana establece el método de prueba para la determinación de la masa volumétrica de los agregados finos y gruesos o de una combinación de ambos y es aplicable a agregados cuyo tamaño máximo nominal no excedan de 150mm.

Masa seca: El agregado es considerado seco cuando se ha mantenido a una temperatura de 383 K ± 5 K (110°C ± 5 °C) durante el tiempo necesario para lograr masa constante. Asimismo, el material es considerado seco cuando la diferencia entre dos pesadas sucesivas es igual o menor que 0,1 % de la masa de material.

d) POROSIDAD

Porosidad también volumen poroso (n)

Una propiedad física, es decir como un parámetro numérico y se expresa en porcentaje:

n=(Vv /V )x 100Dónde:Vv : Espacios vacíosV : Volumen de roca

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TIPOS

La porosidad total (n).-Se define como el volumen total de vacíos por unidad de volumen total de roca. En este caso deben contabilizarse todos los espacios vacíos presentes: abiertos y cerrados, accesibles y no accesibles. Su valor no puede obtenerse de forma experimental, ya que incluye entre los espacios vacíos los no comunicados con el exterior (poros no accesibles). Su determinación se realiza de forma indirecta a partir del valor de ambas densidades.

- Determinación teóricaConocida la densidad de los granos minerales (ρs) y la densidad de la roca seca (ρd), la porosidad total (n) se calcula a partir de la expresión:

n=((ρ s−ρd )/ ρ s) x100

La porosidad abierta (no).-se conoce también como porosidad accesible o comunicada, y se define como el volumen de poros abiertos (Va) o comunicados entre sí y con el exterior (accesibles al agua normalmente) por unidad de volumen total de roca (V):

no=(Va /Vt )x 100

- Determinación experimental. se basa en introducir un fluido en los poros y cuantificar su volumen

MÉTODOS

Pesada hidrostática, en dicho ensayo se saturan los poros con agua –normalmente al vacío– de acuerdo con las especificaciones de la norma seguida y se obtiene la porosidad abierta “accesible al agua”.

Inyección de mercurio, en este caso se introduce mercurio a presión en los poros y a partir del volumen inyectado se determina la porosidad abierta "accesible al mercurio".

De las rocas los valores obtenidos en ambos ensayos son parecidos, siendo ligeramente mayor la porosidad accesible al agua, ya que el mercurio.

No llega a introducirse en los poros muy pequeños (< 0,003 μm), y dicho ensayo tampoco considera los poros con accesos muy grandes (> 100 μm).

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V. EQUIPO y MATERIALES:

Equipo

Balanza de precisión (0.01g). Tamiz Nº 60 (0.25mm). Picnómetro de 500cm3

Materiales

Especímenes de Roca fragmentada (arenisca). Comba Embudo. Agua destilada

VI. PROCEDIMIENTO

A. DIMENCIONES Y PESOS DE LAS PROBETAS DE LAS ROCASa) DIMENCIONES

ROCA 01

Largo: 4,9 5,19 5,1 5,1

Ancho: 5,12 4,98 4,95 5

Alto: 4,82 4,62 4,94 4,94

ROCA 02

Largo: 5,12 4,95 5,18 5,03

Ancho: 4,84 5,11 4,71 5,02

Alto: 4,97 5,04 5,05 4,96

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ROCA 03

Largo: 5,26 5,12 5,15 5,04

Ancho: 5,18 5,25 5,05 5,27

Alto: 5,29 5,16 5,26 5,20

ROCA 04

Largo: 5,06 5,05 4,42 4,82

Ancho: 5,16 5,15 4,60 5,09

Alto: 5,18 5,33 5,18 5,28

ROCA 05

Largo: 5,03 4,93 4,87 4,87

Ancho: 5,16 5,07 5,13 5,00

Alto: 5,34 5,33 5,27 5,29

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b) PESOS

PESOS AL AIRE DE LAS DIFERENTES ROCAS

Pesode la piedra01=283,35gr Pesode la piedra02=288,27gr Pesode la piedra03=216,48gr Pesode la piedra04=240,72 gr Pesode l a piedra05=250,64 gr

PESOS SATURADOS DE LA PIEDRA 02 Y 03

Pesode la piedra02=296,95gr Pesode la piedra03=328,35gr

PESO EN AGUA DE LA PIEDRA 02 Y 03

Pesode la piedra02=173 gr Pesode l a piedra03=191gr

B.ENSAYO DE LA PROBETA 01

W B=Pesodel picnometro+500cm3H 2O=932.56 gr

Pesodel picnometro+material pulverizado+agua ,

hasta500cm3=1096.77 gr

Wm=272,45 gr W f=440,71gr W (500cm3H 2O)=491.85 gr

W f+500cm3H 2O=932.56gr

W f+H 2O+W m , hasta500cm3=1096.77 gr

Dónde:

Wm : Peso de la muestra triturada.

W f : Peso del picnómetro.

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Wc


a) Para la densidad real o absoluta

Para determinar la densidad es necesario conocer el volumen absoluto o volumen de sólidos (Va = Vs), utilizando los datos anteriores, puesto que Wm y W f+a entonces el W f+a+m=1096.77gr

V real=Wmuestra−[(W pignometro+H 2O+muestra )−(W ( picnometro+500 cm3H 2O ))]V real=272.45− [1096.77−932.56 ]

V real=108.29cm3

Por lo tanto:

Dr=W muestra

V r

= 272.5108.29

=2.5164 grcm3

b) Para la densidad aparente o masa volumétrica

Para calcular la densidad aparente utilizaremos los datos obtenidos de la muestra en estado natural:

W m = 283.35

V aparente=¿ (5.0725 ) (5.0125 ) (4.83 )

Dónde:

Wm : Peso de la roca

V aparente : Volumen de roca con poros (accesibles e inaccesibles)

Da=W m

V aparente

= 283.35(5.0725 ) (5.0125 ) (4.83 )

=2.3073 grcm3

c) Para la compacidad (C )

Utilizando los datos de la densidad aparente y la densidad real o absoluta calculamos la compacidad.

C=Daparente

Dreal

=2.30732.5164

=0.9169

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d) volumen de vacíos

h=V aparente−vreal

h=122.8071−108.24

h=14.5671

Donde “h” es el volumen de vacíos.

PARA LA PIEDRA 02

Para la densidad aparente o masa volumétrica

Da=W seco

V aparte

= 288.27(5.07 ) (4.92 ) (5.005 )

=2.3090

Porcentaje de absorción

% Absorción=W saturado−W seco

W seco

=296.95−288.27288.27

(100 )=3.0111%

Volumen de vacíos accesibles

P1=P+ha∙1

ha=P−P1

ha=296.95−288.27

ha=8.68cm3

P2=P−(V−ha )1

P2=P−V +ha

V=P+ha−P2

V=288.27+8.68−173

V=123.95 cm3

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PARA LA PIEDRA 03

Para la densidad aparente o masa volumétrica

Da=W seco

V aparente

= 316.48(5.1425 ) (5.1875 ) (5.2275 )

=2.2694 grcm3

Porcentaje de absorción

% Absorción=W saturado−W seco

W seco

(100 )=328.35−316.48316.48

(100 )=3.7506%

Volumen de vacíos accesibles

P1=P+ha∙1

ha=P−P1

ha=328.35−316.48

ha=11.87 cm3

P2=P−(V−ha )1

P2=P+ha−V

V=P+ha−P2

V=316.48+11.87−191

V=137.35 cm3

VII. NORMA TECNICA

Se realiza según Norma ASTM C-97

Se realiza según Norma ITINTEC 331.020

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informe de ensayo de rocas

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