Laboratorio de materiales i

TUXTLA GUTIRREZ, CHIAPAS. a 25 de noviembre de 2014

Indice

Introduccin..3Datos del banco de materiales.....4Pruebas realizadas en laboratorioPeso Volumtrico seco suelto, Arena..9Resultados Peso Volumtrico seco Suelto Grava.13Peso Volumtrico Seco Compacto Arena...14Resultados Peso Volumtrico Seco Compacto Grava..17Granulometra......18Densidad y Absorcin.22Resultados Densidad y Absorcin Grava26Relacin Grava Arena.28Dosificacin para un Concreto...31 Revenimiento....34Prueba a Compresin..39Conclusin.45Anexos...46

Introduccin

Los materiales y sus procedimientos de pruebas para saber su comportamiento y resistencia son esenciales para una buena construccin y para esto la materia de LABORATORIO DE MATERIALES en su primer curso en el 4to semestre de la carrera, se encarga de ensearnos el cmo se obtienen (Banco de materiales) y las pruebas necesarias para saber cmo se comportan los diversos materiales al estar en contacto con agua y al combinarlos o mezclarlos con otros, es decir a la hora de hacer un concreto. El proporcionamiento de agregados, de agua y el cemento.

As que en este trabajo se explicara paso a paso realizado en el curso de laboratorio de materiales I durante el transcurso del semestre, desde la obtencin de los materiales, as como el banco donde se obtuvo, ubicacin y precios de materiales.

Los resultados tambin podrn ser ledos de manera que se pueda comprobar el procedimiento que se realiz y la manera en la que se hizo.

Los procesos que se describirn, ser desde el cmo se obtuvo el material, el proceso de secado, las pruebas de peso volumtrico seco y suelto, la granulometra, la densidad y absorcin, revenimiento, compresin.

Datos del Banco de Material del cual se obtuvo los materiales

Nombre: SALSIPUEDES

Ubicacin: Calle los Areneros, Mz. 3 Lt 2 Col, Salsipuedes Municipio de San Cristbal de las Casas

Banco de Materiales SalsipuedesAcceso a Col. Sal si puedes

Este banco de materiales cuenta con una extensin territorial de aproximadamente 100 Hectreas, como se muestra en la imagen anterior la mayor parte del banco es la parte blanca que se puede observar.

La produccin diaria de material es de 50 a 80 M3 en los dos tipos de materiales (arena y grava). El banco lleva funcionando 40 aos aproximadamente y se lleva extrayendo un 40% del total de todo el banco, esto en tiempo estimado seran aproximadamente unos 60 aos ms de vida til.

El tipo de material que se obtiene de este banco es Grava y Arena de mina, el forma en que se extrae es de forma manual, ya sea con pala o con rastra o con los dependiendo la situacin o la parte en la que estn.

El tiempo usado para la extraccin es de 3 a 4 M3 por persona en un da. Este material se distribuye a toda la ciudad de San Cristbal de las casas y comunidades aledaas, el costo por es de $980.00 MN a la zona centro, el precio por M3 es de $60.00 MN, el precio del bulto de cemento en la zona es de $124.00 MN de la marca apasco y de la marca Cruz Azul es de $118.00 MN, El costo de la pipa de agua en la zona es de $200.00 MN dicha pipa es de 3000 Litros de capacidad.

Pruebas Realizadas en Laboratorio.Prueba: Peso Volumtrico Seco Suelto (P.V.S.S.)Material: Arena y GravaHERRAMIENTAS: Pala. Tara. Cucharn. Hilo de enrasar. Escoba. Bscula de 120 kg.

Como primer paso se necesita vaciar la arena en el suelo para poder homogeneizarla y cuartearla, esto se hace traspaleando el material de un lado a otro en tres ciclos a fin de lograr una buena homogeneizacin, formando con esto una pirmide de arena. El residuo de material que se deja en dichos cambios, se junta con una escoba y se levanta con la pala, colocndola hasta arriba de la pirmide.

Despus de haber concluido con los ciclos, con la parte de bajo de la pala se aplana la arena de tal forma que el material tenga la forma de cono truncado, posteriormente podemos cuartear el material, como su nombre lo indica el material se divide en cuatro partes iguales; esto se hace con la ayuda de una pala separando el material en dos partes iguales, despus se vuelve a separar esas mitades en dos partes a fin de que lleguemos a tener cuatro partes iguales.

Teniendo el material cuarteado, la tara ser llenada de la siguiente manera: colocamos la tara en el piso; se toma de un cuadrante con el cucharon un poco de material y se deja caer al recipiente a una altura de 5 cm. Logrando que el material se acomode con su propio peso, si el material se llegara a terminar y no se ha llenado la tara se tomar ms material del cuadrante opuesto para seguir llenando. Esto se hace para que el material que analicemos sea una muestra representativa del material analizado.

NOTA: es importante que para esta prueba la tara no sea movida, tocada o cambiada de lugar, debido a que influye en los resultados, si esto sucediera es necesario repetir la prctica. A continuacin se enrasar con un hilo para que el material quede a la altura de la tara y tener exactamente el peso del material. Luego se pesa el material con todo y la tara y se obtiene al peso bruto, se calcula el peso neto como se muestra en la siguiente ecuacin:

P neto = P bruto tara Donde:P neto = peso neto (kg)P bruto = peso bruto = tara + material (kg)Tara = Peso del cubo (kg)

Resultados de PVSS de Grava:P bruto = 18.600Kg Tara = 4.859 Kg P neto = 13.750 kgP neto = 18.600 Kg 4.850 Kg = 13.750 Kg Se calcula el peso volumtrico seco suelto (P.V.S.S.), con la siguiente ecuacin:P.V.S.S = P neto/Volumen; KG/M3Dnde: Volumen = Vol. Del cubo lts. Y se convierte en m3. P.V.S.S= Resultados de PVSS de Arena:P bruto = 6.250 Kg Tara = 1.950 Kg P neto = 4.300 kgP neto = 6.250 Kg 1.950 Kg = 4.300Kg Se calcula el peso volumtrico seco suelto (P.V.S.S.), con la siguiente ecuacin:P.V.S.S = P neto/Volumen; KG/M3Dnde: Volumen = Vol. Del cubo lts. Y se convierte en m3. P.V.S.S= 4.300

Prueba: Peso Volumtrico Seco Compacto (P.V.S.C.)Material. Arena y GravaHerramientas: Pala. Tara. Cucharn. Hilo de enrasar. Escoba. Bscula de 120 kg.

PESO VOLUMTRICO SECO COMPACTO.El procedimiento es muy similar a la prueba de peso volumtrico seco suelto, la diferencia radica en el llenado de la tara o cubo. El material empleado ser del cuadrante que haya sobrado del cuarteo anterior.El llenado de la tara se realiza en tres capas, es decir se coloca la tara en el piso, se toma un cuadrante con el cucharn y se llena el cubo a un tercio de este, posteriormente se le dan 50 golpes de tal manera que el recipiente no se despegue del piso (25 de cada lado), a continuacin se llena el recipiente hasta alcanzar las dos tercias partes del mismo y se le dan 25 golpes ms, posteriormente se llena el recipiente de tal manera que rebalse el material de l, se le vuelve a aplicar la misma cantidad de golpes y por ultimo enrrasamos el material al tamao de la tara.

NOTA: es importante que para esta prueba la tara no sea movida, tocada o cambiada de lugar, solamente tenga los golpes antes mencionados para no influir en los resultados que se obtenga, si esto sucediera es necesario repetir la prctica. Se pesa el material con todo y la tara y se obtiene el peso bruto, se calcula el peso neto como se muestra en la siguiente ecuacin:P neto = P bruto Tara Donde:P neto = peso neto (kg).P bruto = Peso bruto = tara + material (kg).Tara = Peso del cubo (kg).

Donde:

Resultados de PVSC de Grava:P bruto = 20.100 KgTara = 4.850 kg. P neto = 15.250 Kg.El volumen del cubo se da en litros (Lts); el peso neto en kilogramos (kg); se calcula el peso volumtrico seco suelto (P.V.S.C.), con la siguiente ecuacin: P.V.S.C = P neto/volumen; kg/m3.Dnde: volumen = a vol. Del cubo Lts. Y se convierte en m3. P.V.S.C =

Resultados de PVSC de Arena:P bruto = 6.700 KgTara = 1.950 kg. P neto = 4.650 Kg.El volumen del cubo se da en litros (Lts); el peso neto en kilogramos (kg); se calcula el peso volumtrico seco suelto (P.V.S.C.), con la siguiente ecuacin: P.V.S.C = P neto/volumen; kg/m3.Dnde: volumen = a vol. Del cubo Lts. Y se convierte en m3. P.V.S.C =

PRUEBA: GRANULOMETRA.MATERIAL: Arena y GravaHERRAMIENTAS: 8 Charolas rectangulares. Cucharn. Mallas No. , , 1, 1 , 2, 3, No. A y . Bscula de 120 kg. PRUEBA DE GRANULOMETRA.El material que se analiza para esta prueba es el que se encuentra en la tara de la prueba de peso volumtrico seco suelto (P.V.S.S.). Primeramente se colocan las charolas sobre la mesa, una de lado de la otra, encima de ellas se colocan las mallas (una por cada charola) de la menos a la mayor calibre, dejando una charola vaca en la cual se colocar el material que se encuentra en la tara. Posteriormente con el cucharn se toma el material y se coloca sobre la malla No. 4, teniendo como objetivo cribar el material, pasando por todas las mallas para detectar el tamao y porcentaje de material de la cual se encuentra constituida nuestra muestra (ver grfico 14). Esto se lograra pesando el material de cada charola en la bscula (ver grfico 15), dividiendo el peso del material entre el peso total de la muestra analizada (peso neto).Nota: es importante de que la suma de todas las muestras sea igual al peso neto o una diferencia menor de 100 grs., o de lo contrario se repetir la prueba.Mdulo de Finura.El mdulo de finura se obtiene de la semi-suma de los retenidos acumulados del tamao mximo de la grava a la malla No. 4, al resultado se le suman 500 y todo se divide entre 100.

M.F.Grava= M.F.Arena= MF Grava: MF Arena:

Prueba: Densidad y absorcin.Material: ArenaHerramientas:

DENSIDAD Y ABSORCIN. El material que usaremos para estas pruebas ser de peso volumtrico seco suelto (p.v.s.s.). Del material que se cuarteo tomaremos. 700gr, para la prueba de absorcin, la cual consistir en colocar el material en un vaso de aluminio de un litro y llenarlo de agua dejndolo reposar como mnimo 24 hr.

Despus de que haya transcurrido ese tiempo se colocar una charola rectangular, en la cual se homogenizar el material con ayuda de una cuchara, esto se hace para que tenga la misma humedad en todas sus partes. Se colocar el cono con una mono sin soltarlo y con la otra se llenar el cono hasta la mitad de este, posteriormente se dejar caer el pisn por 15 veces, en seguida se llenar la otra mitad y se dejar la otra mitad y se dejar en pisn 10 veces ms; por ltimo se colocar ms material al cono del material y ser enrrasado. Cuando este suceda se retirar el cono del material y este deber de tener una altura de del cono y as poder realizar las pruebas de densidad y absorcin de la arena.

Resultados Densidad Arena:F: peso Frasco AS: peso hmedo del materialK: peso frasco+agua+arenaVF: volumen del frascoD: Densidad

F: 328.5 GrAS: 300K: 964 GrVF: 4.50

D: 2.627

Resultados Absorcin ArenaWh= Peso Hmedo Ws: Peso secoDif.: peso Hmedo %ABS: Porcentaje de Absorcin Wh= 300Gr Ws: 297.5 GrDif.: 2.5 Gr%ABS: 0.8403

Resultados Densidad Grava:Ph: Peso Hmedo V: Volumen desalojado D: Densidad

Ph: 300V: 105 D: 2.85

Resultados Absorcin GravaWh= Peso Hmedo Ws: Peso secoDif.: peso Hmedo %ABS: Porcentaje de Absorcin Wh= 300Gr Ws: 297.5 GrDif.: 2.5 Gr%ABS: 0.8403

Prueba: RELACIOM GRAVA - ARENAMaterial: Grava y Arena

HERRAMIENTAS:

RELACION GRAVA ARENA.

Para esta prueba se utiliza todo el material que se tiene de arena y grava, se barre el suelo donde se vaciara el material, se homogeniza realizando los tres ciclos y se realiza el cuarteo (cada material por separado), seguidamente se pesan 12 kg de grava y 6kg de arena en la bscula de 120 kg.

Grafico 48

Grafico 49. Cuarteo

Grafico 50. Pesado

Grafico 50. Peso en la tara

Despus se coloca en el suelo todo el material que pesamos, se homogeniza realizando los tres ciclos (ver grfico 48), se cuartea (ver grfico 49) y se procede a llenar la tara con el cucharon. Cuando se encuentre llana la tara la enrasamos y se lleva a pesar en la bscula (ver grfico 50); se registra el peso y regresamos al lugar donde llenamos la tara y vaciamos el material.

El siguiente paso es pesar 1 kg de arena y se coloca en donde se encuentra el resto del material; repitiendo el mismos procedimiento; homogenizamos, cuarteamos, llenamos la tara, enrasamos y pesamos. Esta prueba se repite cuantas veces sea necesaria ya que esta prueba terminara cuando el penltimo peso registrado es igual o menor al ltimo peso.

Resultados Relacin Grava-ArenaPeso GravaPeso ArenaPeso BrutoPeso TaraPeso NetoTara VolumenP.V.S.S.

12621.3504.85016.500.008961841.518

127.522.0504.85017.200.008961932.584

12922.6004.85017.750.008961981.027

1210.522.7504.85017.900.008961997.768

121222.5504.85017.700.008961975.446

Dosificacin para Concreto Diseo de concreto Fc= 150 Kg/CM2 Rev. 15 Cm CastilloMaterialesPVSSDensidadAbsorcinM. FinuraT. Mximo

Cemento15153.15******

Arena17922.630.842.87#4

Grava15352.850.848.411"

RA/Cem en peso= RA/ Cem peso (Densidad Cem)RA/Cem Vol= 0.72 (3.15)RA/Cem Vol= 2.27R g/a en peso obt. En laboratorio = 1.14R g/a en vol= R g/a peso (Densidad de la arena) / Densidad de la gravaR g/a en vol= 1.14(2.63)/ 2.85R g/a en vol= 1.05A en vol= 188 Litros +%16 = 199.28 LitrosCem en Vol= A en vol/RA/ Cem en VolCem en Vol= 199.28/2.27Cem. En vol = 87.79Cem en Peso= Cem. Vol (Densidad del Cem.)Cem en peso= 87.79x3.15Cem en peso= 276.54 KgLechada en Vol. = A en vol +Cem en VolLechada en Vol.= 199.28+87.79Lechada en Vol.= 287.07Agregados en Vol.= 1000- 287.07Agregados en Vol.= 712.93

a en vol.= Agregados en Vol./ 1+R g/a en vola e vol.= 712.93/2.05a en vol.= 347.77a en peso= a en vol(densidad de a)a en peso= 347.77(2.63)a en peso= 914.64g en vol.= a en vol(R g/a en vol.)g en vol.= 347.77(1.05)g en vol.= 365.16g en peso= g en vol (densidad g)g en peso= 365.16(2.85)g en peso= 1040.71Comprobacin R/A cem = A en peso / Cem en pesoR/A cem= 199.28/276.54 R/A cem= 0.72 que es igual al 0.72 obt. En laboratorio R g/a= g en peso/ a en pesoR g/a= 1040.71/ 914.64R g/a= 1.14 es igual al obtenido en laboratorio. Material MaterialProporcionesMaterialProporcionesVol.Cant. De

en pesoMed. En Vol.en Vol.AbsorcinConcretoComprobacin

Cemento 50133115.87276.54276.58

Agua36.030.7236.031.0936.03199.28199.3

Arena165.313.3192.252.7962.86914.64914.43

Grava188.173.76122.593.7166.021040.711040.88

Material Cant.CantidadesCostoCostoCant. ConcretoCant. ConcretoCosto

ConcretoM3UnidadTotalDesperdicio en KgDesperdicio en M3Total

Cemento 276.545.33$124$685.723.810.0762$9.45

Agua199.280.199$200$39.802.750.00274$0.55

Arena914.640.51$120$61.2012.60.007$0.84

Grava1040.710.68$120$81.6014.340.0093$1.12

Prueba: RevenimientoMaterial: Arena, Grava, Cemento

Herramientas:

Como primer paso se tiene que pesar la arena, la grava y el cemento (Kg) adems de medir la cantidad de agua (lt) a utilizar.

Posteriormente se moja el piso o lugar donde se realizara el concreto, en seguida se coloca la arena y el cemento y se realiza la homogenizacin, despus de esto se coloca la grava y se vuelve a homogenizar, a continuacin se hace una poza en el centro de la mezcla, le agregamos agua y se homogeniza nuevamente hasta que alcance una misma consistencia toda la mezcla tratando de que el agua no se valla a escurrir por todos lados.

Como siguiente paso en una cubeta llena de agua se sumerge por unos segundos el cono de revenimiento y posteriormente se coloca en una superficie plana, rgida y no absorbente, sujetndolo con los pies. Despus de esto se comienza a llenar el cono en tres capas aplicando 25 golpes con una varilla en cada capaTerminando el llenado se enrasa con la misma varilla y se retira toda la mezcla que haya cado al exterior del cono. Inmediatamente despus se retira el cono, para lo cual debe sujetarse por unas asas, se quitan los pies de las orejas y se retira verticalmente y de una manera continua se coloca el cono a un lado y con la ayuda de una regla se toma la diferencia de altura. Si la superficie del concreto es muy irregular debern tomarse tres lecturas sobre uno de sus dimetros y promediarSe tiene un rango de +/ - 2.5. Si este tuviera el revenimiento deseado, se agrega el agua de la lechada la cual se obtuvo del clculo del concreto. Se homogeniza y se vuelve hacer todo el procedimiento desde la llenada del cono para el revenimiento y si en caso contrario se tiene un revenimiento mayor al deseado hay dos posibilidades hubo un error en el clculo del agua o en la medicin de la misma.

Prueba a compresin.Para esta prueba se necesit que los cilindros que se hicieron con el concreto en la prctica anterior se remojaran durante 7 das. Despus de esto se retir del agua y se sec con una franela, habiendo hecho esto se tomo la medida del dimetro de ambos cilindros y se hizo el promedio de cada uno, al igual que la altura.

Habiendo tomado la medida se prosigui a pesar cada uno de los cilindros.

Luego se puso el azufre a calentarse hasta que llegara al punto donde este se volviera liquido.

A continuacin se hizo la parte denominada cabeceo que es donde se le pone unas plantillas por as llamarlo a la superficie superior e inferior del cilindro para que quede uniforme y el peso que se le aplicara despus fuera repartido bien sobre todo el cilindro, dicha plantilla fue hecha de Azufre en estado lquido, teniendo esto hecho se dej que se secara para que tuviera una consistencia solida el azufre, para esto se tom solamente unos segundos.Para esto se uso un cabeceador que se le puso aceite para que se pudiera despegar el azufre cuando este se hubiera puesto en estado solido.

Habiendo terminado esta parte de la prctica se prosigui a la parte de la compresin que se realiz con la mquina, se coloc dentro de ella y esta ejerci presin sobre el cilindro hasta llegar el mximo y que provocara que este se cuarteara.

Conclusin

En el transcurso de este semestre y de esta materia se han logrado los objeticos de la materia en la cual en base a las prcticas realizadas y los resultados que hemos obtenido como en este trabajo se puede leer.El cmo se obtiene los materiales para la obra, la investigacin de la ubicacin de los bancos de materiales as como los diferentes tipos de materiales en este caso agregados, el saber si son actos para un buen concreto o no dependiendo de su procedencia.Dentro de las prcticas el diferente peso que puede tener un muestra al ser seco suelto o al ser seco compacto que a la vista tal vez pareciera ser lo mismo pero ya llevado a una observacin y pruebas en este caso el peso, nos damos cuenta que afecta. Tambin el aspecto de la granulometra en la cual podemos observar de que tipos de granos estn compuestos los agregados de que tamao y cual puede llegar a ser el ms pequeo o el mas grande dentro de las muestras que se analiz; de la misma manera se pudo observar el comportamiento del agregado cuando esta mojado en este caso la densidad y la absorcin que presenta.La relacin que existe entre la graba y la arena es un punto importante ya que parece un cierto hecho curioso el que en cierto punto la arena llena los espacios entre los granos de la graba y llega a un peso mximo y de ah comienza a descender, y estas pruebas de laboratorio junto con la de revenimiento que se hizo y el clculo previamente para determinar la resistencia del concreto a realizar y el para que se va a utilizar en el caso de los que presentamos este trabajo que fue para un castillo.

Teniendo todas estas pruebas en cuenta nos llevan a un trabajo final el cual es saber si todas las dems prueba se realizaron exitosamente, al someter los cilindros a compresin y mediante los clculos saber si obtuvo la resistencia que se haba propuesto para dicho concreto. Es as como en esta bitcora se explica cada una de las pruebas realizadas as como tambin se evidencian con fotos los trabajos hechos y se ponen los resultados para una comprobacin de dicho trabajo. pg. 36