informe nº2 de laboratorios de tecnologÍa del concreto

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

13 de julio

2012

BERNUY DIAZ RODRIGO CASTILLO CAMPOS PIERA ESPINOZA EGOAVIL INGRID KORAFI APONTE ESTEBAN PANTA FAILOC LUIS VASQUEZ ALARCON EVER

INFORME DE LABORATORIOS

LABORATORIO N°4

TÍTULO “GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS”

OBJETIVOS

Determinar el procedimiento que se debe seguir para la determinación de la gravedad específica de los agregados.

Determinar el procedimiento que se debe seguir para la determinación de absorción de los agregados.

Determinar la gravedad específica y la absorción de los agregados como datos para un adecuado diseño de mezclas.

MARCO TEÓRICO

La densidad depende de la gravedad específica de sus constituyentes sólidos como de la porosidad del material mismo. La densidad de los agregados es especialmente importante para los casos en que se busca diseñar concretos de bajo o alto peso unitario. Las bajas densidades indican también que el material es poroso y débil y de alta absorción.

La palabra porosidad viene de poro que significa espacio no ocupado por materia sólida en la partícula de agregado es una de las más importantes propiedades del agregado por su influencia en las otras propiedades de éste, puede influir en la estabilidad química, resistencia a la abrasión, resistencias mecánicas, propiedades elásticas, gravedad específica, absorción y permeabilidad.

En el caso de los agregados para concreto hay que definir cuidadosamente el término densidad, puesto que generalmente entre sus partículas hay cavidades o poros que pueden estar vacíos, parcialmente saturados o llenos de agua, dependiendo de su permeabilidad interna.

GRAVEDAD ESPECÍFICA NOMINAL

Se define como la relación que existe entre el peso de la masa del material y el volumen que ocupa única y exclusivamente la masa sólida, o sea, que excluyen todos los poros, saturables y no saturables.

GRAVEDAD ESPECÍFICA APARENTE

Se define como la relación que existe entre el peso de la masa del material y el volumen que ocupan las partículas de ese material, incluidos los poros, saturables y no saturables.

Este factor es importante para el diseño de mezclas porque con él se determina la cantidad de agregado requerido para un volumen unitario de concreto, debido a que los poros interiores

de las partículas de agregado van a ocupar un volumen dentro de la masa de concreto y además porque el agua se aloja dentro de los poros saturables.

ABSORCIÓN

La porosidad de las partículas del agregado es muy importante porque cada partícula porosa es mucho menos dura que una partícula compactada o maciza, lo cual afecta no solo las propiedades mecánicas como la adherencia y la resistencia a compresión y flexión sino también propiedades de durabilidad como la resistencia al congelamiento y deshielo, estabilidad química y resistencia a la abrasión.

La porosidad está relacionada con la capacidad de absorción del agua u otro liquido dentro de los agregados según el tamaño de los poros, su continuidad (permeabilidad) y su volumen total. En la práctica se mide para cuantificar la influencia de la porosidad dentro del agregado en su capacidad de absorción.

La absorción en los agregados, es el incremento en la masa del agregado debido al agua en los poros del material, pero sin incluir el agua adherida a la superficie exterior de las partículas, expresado como un porcentaje de la masa seca.

La capacidad de absorción se determina encontrando el peso de un agregado bajo condición saturada y en condición seca. La diferencia en pesos expresada como porciento del peso seco es la capacidad de absorción. Esta información se requiere para balancear las necesidades de agua en la mezcla de concreto.

MATERIALES Y EQUIPOS

Balanza: con una capacidad mínima de 1 kg, sensibilidad de 0.1g o menos y una exactitud de 0.1%, de la masa de la muestra.

Picnómetro: en el que se pueda introducir fácilmente la muestra de agregado fino y capaz de apreciar volúmenes con una exactitud de ± 0.1cm3. Su capacidad hasta el enrase será, como mínimo, un 50% mayor que el volumen ocupado por la muestra.

Muestra de 1 kg aproximadamente de agregado fino. Molde cónico. Un tronco de cono recto, constituido con una chapa metálica de 0.80

mm de espesor como mínimo, y de 40 ± 3 mm del diámetro interior en su base menor, 90 ± 3 mm de diámetro interior en una base mayor y 75 ± 3 mm de altura.

Varilla para apisonado, metálica, recta con un peso de 340 ± 15 gr y terminada por uno de sus extremos en una superficie circular plana para el apisonado de 25 ± 3 mm d diámetro.

Bandejas de zinc de tamaño apropiado. Un dispositivo que proporcione una corriente de velocidad moderada.

PROCEDIMIENTOS

AGREGADO FINO

Se selecciona, por cuarteo, una cantidad aproximadamente de 1kg, que se seca en el horno a 100 – 110 ⁰C, se enfría luego al aire a la temperatura ambiente durante 1 a 3 horas. A continuación se cubre la muestra completamente con agua y la deja así sumergida durante 24 horas.

Después del periodo de inmersión, se decanta cuidadosamente el agua para evitar la pérdida de finos y se extiende la muestra sobre una bandeja, comenzando la operación de desecar la superficie de las partículas, dirigiendo sobre ella una corriente moderada de aire caliente, mientras se agita continuamente para que la desecación sea uniforme.

Cuando se empiece a observar que se está aproximando el agregado a esta condición, se sujeta firmemente el molde cónico con su diámetro mayor apoyado sobre una superficie plana no absorbente, echando en su interior a través de un embudo y sin apelmazar, una cantidad de muestra suficiente, que se apisona ligeramente con 25 golpes de la varilla. Levantando a continuación, con cuidado, verticalmente el molde. Si la superficie de las partículas conserva aún exceso de humedad, el cono de agregado mantendrá su forma original, por lo que se continuara agitando y secando la muestra, realizando frecuentemente la prueba del cono hasta que se produzca el primer desmoronamiento superficial, indicativo de que finalmente ha alcanzado el agregado la condición de superficie seca.

Inmediatamente, se introducen en la fiola una cantidad mayor de 50 gr de muestra saturada con superficie seca, y se le añade agua hasta aproximadamente un 90% de su capacidad; para eliminar el aire atrapado se rueda la fiola y se deja reposar 24 horas, después de esto se enrasa con agua, se seca rápidamente su superficie y se determina su peso total (fiola, muestra, agua). Luego se seca en el horno la muestra introducida en la fiola.

AGREGADO GUESO

Se selecciona por cuarteo una cantidad una cantidad aproximada de 4kg. La muestra se lava inicialmente con agua hasta eliminar completamente el polvo u otras sustancias extrañas adheridas a la superficie de las partículas; se seca a continuación en una estufa a 100 – 110 ⁰C y se enfría al aire a la temperatura ambiente durante 1 a 3 horas. Se pesa, y se sumerge en agua, durante 24 horas.

Después del periodo de inmersión, se saca la muestra del agua y se secan las partículas rodándolas sobre un paño absorbente e gran tamaño, hasta que se elimine el agua superficial visible. Se tomarán las precauciones necesarias para evitar cualquier evaporación de la superficie de los agregados. A continuación, se determina el peso de la muestra en el estado de saturada con superficie seca.

A continuación, se coloca la muestra en el interior de la canastilla metálica y se determina su peso sumergido en el agua. Se tomarán las precauciones necesarias para evitar la inclusión de aire en la muestra sumergida, agitando convenientemente. La canastilla y la muestra deberán quedar completamente sumergidas durante la pesada

y el hilo de suspensión será lo más delgado posible para que su inmersión no afecte a las pesadas.

Se seca entonces la muestra en el horno 100 – 110 ⁰C, se enfría al aire a la temperatura ambiente durante 1 a 3 horas y se determina su peso.

CÁLCULOS Y RESULTADOS

AGREGADO FINO

A1 = Peso al aire de la muestra desecada para la gravedad específica.

S1 = Peso de la muestra saturada con superficie seca para la gravedad específica.

B = Peso de la fiola llena de agua.

C = Peso total de la fiola con la muestra saturada y lleno de agua

A2 = Peso al aire de la muestra desecada para la absorción

S2 = Peso de la muestra saturada con superficie seca para la absorción.

Pesoespecíficode los sólidos=A1

B+A1−C

Pesoespecíficode las partículas=A1

B+S1−C

Absorción=S2−A2A2

×100

A1 = 136.155 gr

S1 = 137.22 gr

B = 677 gr

C = 763 gr

A2 = 1023 gr

S 2= 1031 gr

Pesoespecíficode los sólidos= 136.155677+136.155−763

=2.715gr /cm2

Pesoespecíficode las partículas= 136.155677+137.22−763

=2.658 gr /cm2

Absorción=1031−10231023

×100=0.782%

AGREGADO GRUESO

A = Peso al aire de la muestra desecada.

B = Peso al aire de la muestra saturada con superficie seca.

C = Peso sumergido en agua de la muestra saturada

Pesoespecíficode los sólidos= AA−C

Pesoespecíficode las partículas= AB−C

Absorción= B−AA

×100

A = 3985 gr

B = 4000 gr

C = 2504 gr

Pesoespecíficode los sólidos= 39853985−2504

=2.691gr /cm2

Pesoespecíficode las partículas= 39854000−2504

=2.664 gr /cm2

Absorción=4000−39853985

×100=0.376%

CONCLUSIONES

Determinamos que el peso específico de los sólidos de nuestro agregado fino es aproximadamente de 2.715 gr/cm3 según nuestro ensayo y siguiendo el laboratorio del manual de ensayos de materiales MTC E 205 – 2000.Determinamos que el peso específico de las partículas de nuestro agregado fino es aproximadamente de 2.658 gr/cm3 según nuestro ensayo y siguiendo el laboratorio del manual de ensayos de materiales MTC E 205 – 2000.Así mismo determinamos la absorción de nuestro agregado fino de 0.782% aproximadamente según nuestro ensayo y siguiendo el laboratorio del manual de ensayos de materiales MTC E 205 – 2000.Determinamos que el peso específico de los sólidos de nuestro agregado fino es aproximadamente de 2.691 gr/cm3 según nuestro ensayo y siguiendo el laboratorio del manual de ensayos de materiales MTC E 206 – 2000.Determinamos que el peso específico de los partículas de nuestro agregado fino es aproximadamente de 2.664 gr/cm3 según nuestro ensayo y siguiendo el laboratorio del manual de ensayos de materiales MTC E 206 – 2000.Así mismo determinamos la absorción de nuestro agregado fino de 0.376% aproximadamente según nuestro ensayo y siguiendo el laboratorio del manual de ensayos de materiales MTC E 206 – 2000.

DISCUSIONES

Todos los ensayos se realizaron en un mismo laboratorio sobre una misma muestra, habiendo un grado de error de:

±0.01 para los pesos específicos.±0.09 para la absorción.

Según el laboratorio del manual de ensayos de materiales MTC E 205 – 2000.Todos los ensayos se realizaron en un mismo laboratorio sobre una misma muestra, habiendo un grado de error de:

±0.01 para los pesos específicos.±0.09 para la absorción.

Según el laboratorio del manual de ensayos de materiales MTC E 206 – 2000.

ANEXOS

LABORATORIO N°5

TÍTULO “PESO UNITARIO Y VACIOS DE LOS AGREGADOS”

OBJETIVOS

Determinar el peso unitario suelto o compactado para determinar la cantidad necesaria de agregado que puede ser acomodada en la mezcla de concreto.

Determinar el porcentaje de vacios para determinar la cantidad de arena y cemento a llenar.

MARCO TEÓRICO

El Peso unitario o Peso volumétrico unitario del agregado grueso, es el peso de la cantidad necesaria de agregado que llena un recipiente de volumen conocido. Este valor es necesario para determinar la cantidad de agregado que puede ser acomodado en una mezcla de concreto. Físicamente es el volumen ocupado por el agregado y los vacíos entre sus partículas. Para agregados, tanto finos como gruesos, o las combinaciones de éstos, los métodos para determinar los pesos volumétricos describen tres formas de llenar el recipiente: varillado o picado, sacudido y vaciado con pala. Los resultados dependen del procedimiento utilizado en el llenado, pues varían con la compactación alcanzada. Al incluir los espacios entre partículas influye la forma de acomodo de estos. Es un valor útil sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a volúmenes y viceversa. Por ejemplo para un agregado grueso pesos unitarios altos significan que quedan muy pocos huecos por llenar con arena y cemento.

PESO UNITARIO SUELTO

Es aquel donde las partículas de los agregados se acomodan conforme se deja caer libremente el material desde cierta altura, originando a si muchos espacios vacios entre partícula y partícula.

PESO UNITARIO COMPACTADO

Es aquel donde las partículas de los agregados se acomodan después de haber compactado el material dentro el recipiente volumétrico, originando a si menos espacios vacios entre partícula y partícula.

PORCENTAJE DE VACIOS

Es la medida de volumen expresado en porcentaje de los espacios entre las partículas de agregados, depende del acomodo de las partículas por lo que su valor es relativo como en el caso del peso unitario.

MATERIALES Y EQUIPOS

Balanza. Debe medir con una exactitud de 0.1 % con respecto al material usado. Varilla compactadora, de acero, cilíndrica, de 16 mm (5/8’’) de diámetro, con una

longitud aproximada de 600 mm (24”). Un extremo debe ser semiesférico y de 8 mm de radio (5/16”).

Recipientes de medida, metálicos, cilíndricos, preferiblemente provistos de agarraderas, a prueba de agua, con el fondo y bordes superiores pulidos, planos y suficientemente rígidos, para no deformarse bajo duras condiciones de trabajo. Los recipientes de 15 a 30 litros deben ir reforzados en su boca con una banda de acero de 40 mm de ancho. La capacidad del recipiente utilizado en el ensayo, depende del tamaño máximo de las partículas del agregado que se va a medir, de acuerdo con los límites establecidos.El borde superior será pulido y plano dentro de 0.25 mm y paralelo al fondo dentro de 0.5 %. La pared interior deberá ser pulida y continua.

PROCEDIMIENTO

PESO UNITARIO COMPACTADO DEL AGREGADO

El agregado debe colocarse en el recipiente, en tres capas de igual volumen aproximadamente hasta colmarlo.

Cada una de las capas se empareja con la mano y se apisona con 25 golpes de varilla, distribuidos uniformemente en cada capa, utilizando el extremo semiesférico de la varilla.

Al apisonar la primera capa, debe evitarse que la varilla golpee el fondo del recipiente. Al apisonar las capas superiores, se aplica la fuerza necesaria para que la varilla solamente atraviese la respectiva capa.

Una vez colmado el recipiente, se enraza la superficie con la varilla, usándola como regla, y se determina el peso del recipiente lleno.

PESO UNITARIO SUELTO DEL AGREGADO

Se llena el recipiente por medio de una lampa, de modo que el agregado se descargue de una altura no mayor de 50mm, por encima del borde hasta colmarlo. Se debe tener cuidado de que no se segreguen las partículas de las cuales se compone la muestra.

Se enrasa la superficie del agregado con una regla o con la mano, de modo que las partes salientes se compensen con las depresiones en relación con el plano de enrase y se determina el peso del recipiente lleno.

VACIOS EN LOS AGREGADOS

Se calculan:

%Vacios= A−BA

A = Peso específico de las partículas de los agregados.

B = Peso seco unitario suelto o compactado de los agregados.

CÁLCULOS Y RESULTADOS

AGREGADO FINO


Peso húmedo de la muestra = 4154 gr

Volumen del recipiente = 2726.398 cm2

% Humedad = 0.546

Peso seco de la muestra = 4131.442 gr

B=4131.4422726.398

=1.515 gr /cm2


Peso de la muestra = 4937 gr


% Humedad = 0.546 %


B=4910.192726.398

=1.801gr /cm2

VACIOS EN ESTADO SUELTO

%Vacios=2.658−1.5152.658

=0.430

VACIOS EN ESTADO COMPACTADO

%Vacios=2.658−1.8012.658

=0.322

AGREGADO GRUESO




% Humedad = 0.154 %


B=13455.2799021.898

=1.491gr /cm2




% Humedad = 0.154


B=15326.3979021.898

=1.699 gr /cm2

VACIOS EN ESTADO SUELTO

%Vacios=2.664−1.4912.664

=0.440

VACIOS EN ESTADO COMPACTADO

%Vacios=2.664−1.6992.664

=0.362

CONCLUSIONES

Para nuestro agregado fino determinamos los siguientes resultados:Peso unitario compactado = 1.801 gr/cm3

Peso unitario suelto = 1.515 gr/cm3

Vacios en estado compactado = 0.322Vacios en estado suelto = 0.430Según el laboratorio del manual de ensayos de materiales MTC E 203 – 2000.Para nuestro agregado grueso determinamos los siguientes resultados:Peso unitario compactado = 1.699 gr/cm3

Peso unitario suelto = 1.491 gr/cm3

Vacios en estado compactado = 0.369Vacios en estado suelto = 0.440Según el laboratorio del manual de ensayos de materiales MTC E 203 – 2000.

DISCUSIÓN

La desviación normal de ensayos hechos en un mismo laboratorio y sobre la misma muestra para los pesos unitarios es de ±0.011 gr/cm3.Según el laboratorio del manual de ensayos de materiales MTC E 203 – 2000.

ANEXOS

OTROS DATOS PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS

GRANULOMETŔIA DE LOS AGREGADOS

AGREGADO FINO

Peso Inicial Seco (gr) 996.7

MALLA ABERTURA (mm)

PESO RETENIDO

(gr)

% PESO RETENIDO

%PESO RETENIDO

ACUMULADO% PASA

1/2" 25.400 0.0 0.00 0.00 100.003/8" 9.525 0.8 0.08 0.08 99.92#4 4.750 19.8 1.99 2.07 97.93#8 2.380 97.0 9.73 11.80 88.20

#16 1.191 205.9 20.66 32.46 67.54#30 0.594 231.3 23.21 55.66 44.34#50 0.297 261.0 26.19 81.85 18.15

#100 0.150 128.1 12.85 94.70 5.30#200 0.074 37.4 3.75 98.45 1.55

FINOS 15.4 1.55 100.00 0.00

TAMAÑO MÁXIMO 1/2"

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL 3/8"

MÓDULO DE FINEZA 2.79

CANTIDAD DE FINOS 1.55%

AGREGADO GRUESO

Peso Inicial Seco (gr) 3188

MALLA ABERTURA (mm)

PESO RETENIDO

(gr)

% PESO RETENIDO

%PESO RETENIDO

ACUMULADO% PASA

1 1/2" 38.100 0 0.00 0.00 100.001" 25.400 1277 40.06 40.06 59.94

3/4" 19.050 1574 49.37 89.43 10.571/2" 12.700 337 10.57 100.00 0.00

TAMAÑO MÁXIMO 1 1/2"

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL 1"

MÓDULO DE FINEZA 2.29

CONTENIDO DE HUMEDAD

AGREGADO FINO : 0.546%

AGREGADO GRUESO : 0.154%

0.010 0.100 1.000 10.000 100.0000.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

AGREGADO FINO AGREGADO GRUESO

Abertura (mm)

% P

asa

informe nº2 de laboratorios de tecnologÍa del concreto

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