Practicas laboratorio de materiales

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1-10-2015 Prácticas en el laboratorio de materiales. Características de los agregados pétreos”. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS. CAMPUS TUXTLA FACULTAD DE INGENIERÍA. Materiales de construcción. 5° “A” Docente: ING. PEDRO PÉREZ CRUZ. Alumno: Gordillo Abadía Andres
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  • 1-10-2015

    Prcticas en el laboratorio de materiales.

    Caractersticas de los agregados ptreos.

    UNIVERSIDAD AUTNOMA DE CHIAPAS.

    CAMPUS TUXTLA

    FACULTAD DE INGENIERA.

    Materiales de

    construccin.

    5 A

    Docente:

    ING. PEDRO PREZ CRUZ. Alumno: Gordillo Abada Andres

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    CARACTERSTICAS DE LOS AGREGADOS PTREOS

    OBJETIVOS:

    El alumno observara e identifique algunas de las muchas caractersticas de los agregados ptreos, con diferentes pruebas que se pueden realizar en el laboratorio de materiales.

    Analizara, los resultados y comprobar las caractersticas de los agregados que se estn analizando, comprobar si es un buen agregado para la fabricacin de un concreto hidrulico.

    INTRODUCCION:

    Los agregados ptreos que se utilizan en la elaboracin del concreto

    hidrulico son materiales tericamente inertes de volumen prcticamente constante,

    que al ser usados en conjunto con la pasta cementante en las porciones adecuadas,

    nos dan morteros y concreto de caractersticas mecnicas muy diversas. Estos

    agregados se utilizan principal mente con dos fines:

    1.- Para obtener una reduccin al mnimo de los cambios volumtricos que

    se originan al fraguar el cemento, ya que funciona como disipador del calor.

    2.- Para abatir el costo del concreto, ya que al incluirse con la pasta

    cementante origina un abundamiento es sta con la consiguiente economa.

    CLASIFICACIN DE LOS AGREGADOS PTREOS POR SU TAMAO: Estos se dividen en finos y gruesos. Siendo la arena ms comn de los agregados finos, y los guijarros, la piedra triturada y la grava, los agregados gruesos ms utilizados son: Arena: Es toda partcula o grano de piedra desde lo ms fina (Con excepcin del polvo) hasta aquella que apenas pase a travs de la malla no. 4.

    Agregados ptreos

    Procedencia

    Tamao

    Gruesos

    Finos

    Artificiales

    Naturales

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    Grava: Es todo material granular o partcula de piedra que sea retenida por la malla no. 4 y cuyos tamaos mximos sean de , , , 1, 1 , 2, 3 y 6 pulgadas. La naturaleza misma de la obra por construir las condiciones de armado de los miembros estructurales por colar es el que fija el tamao mximo del agregado ptreo por utilizar. Es decir que tanto la arena como la grava posean una resistencia estructural mayor que la que se pretende tener en el concreto, por lo que se recomienda el hacer ensaye de compresin y muestras cbicas de rocas cuyas resistencias se desconocen. Cuando se requiera elaborar un concreto resistente a la abrasin, los agregados ptreos deben tener una alta resistencia al desgaste. Ciertos materiales como la pizarra, la arcilla esquistosa que sufre alteraciones de volumen por efecto de la humedad al disgregarse y romperse fcilmente, se deben desechar como material por usar en concretos expuestos al desgaste. CLASIFICACIN DE LOS AGREGADOS PTREOS POR EL ORIGEN DE SU PROCEDENCIA.

    De acuerdo a su procedencia los agregados ptreos se dividen en:

    Agregados ptreos naturales.

    Agregados ptreos artificiales. Naturales: Son aquellos que no han sufrido un proceso qumico industrial para lograr su obtencin, Entre ellos podemos mencionar a los cantos rodados que proceden del arrastre de los ros o alusiones. Estos materiales son generalmente de gran dureza por haber resistido el desgaste intenso provocado por el mismo arrastre. Otro tipo de agregados naturales son los que se obtienen de la explotacin de canteras ya sea a cielo abierto o mediante galeras. El material resultante es generalmente sometido a un proceso de trituracin con el fin de reducir a taamos aceptables para usarlos en la elaboracin de concretos. Artificiales: Son el producto obtenido de la industrializacin de otros materiales que se sirven de materia prima y que al someterse a cambios qumicos por calcinacin o por tratamientos especiales producen en ellos una transformacin completa que los hace adquirir ciertas propiedades ventajosas para su utilizacin. Entre los materiales artificiales podemos mencionar a las escorias de los altos hornos, ciertas arcillas calcinadas que sufren expansiones de consideracin al ser sometidas a altas temperaturas, algunos tipos de rocas gneas como cierto tipo de Oxidianas, que al someterse a temperaturas elevadas aumentan considerablemente de volumen.

  • Pgina 4

    En lo que se refiere a los agregados naturales la grava es quiz al material ms econmico para usarse en la elaboracin del concreto, aunque la mayor parte de los casos se dispone de piedra triturada procedentes de la desintegracin de rocas baslticas, calizas o de granito; en otros casos se acostumbra a emplear escorias de altos hornos y pedaceras de fierro cuando se est cerca de fbricas y fundidoras de acero. TIPOS DE YACIMIENTOS DE LOS AGREGADOS PTREOS.

    Bancos de ros; Minas; Arenas y gravas volcnicas; Arenas de playas martimas; Canteras.

    Bancos de ros: Los bancos de ros son depsitos de cantos rodados y guijarros, gravas y arenas que se encuentran en las riveras y cauces de ros abandonados o actuales que generalmente se explotan en poca de estiaje. Este tipo de yacimientos, el agregado ptreo se encuentra tendido en una extensin bastante amplia, y su explotacin se hace mediante palas mecnicas que depositan el material en camiones de volteo. Los bancos de ros suministran materiales de buena calidad de fcil y econmica explotacin, sin embargo, las arenas de los ros en zonas tropicales contienen comnmente una gran cantidad de materia orgnica que de no removerse resultara perjudicial para el concreto. Minas: Las minas estn formadas por depsitos de materiales fragmentados que se cubrieron posteriormente con otro tipo de terreno. Estos materiales se asemejan en parte a los bancos de ros o depsitos lacustres, pero debido a que estn cubiertos es preciso proceder a su explotacin abriendo galeras, o atacando grandes frentes la cual eleva considerablemente el costo de la explotacin. Arenas y gravas volcnicas: Los agregados volcnicos suelen encontrarse en las faldas y zonas prximas a los volcanes, estn constituido por basaltos, andesitas y tobas porosas como el tezontle, la piedra pmex, el tepetate. Arenas de playa martimas: Las arenas de playas martimas debido a la constante clasificacin que surgen por las corrientes de mar (oleaje) y por el viento se extienden en grandes zonas y se encuentran constituidas por material fino, cuyas partculas son casi todas del mismo tamao, para utilizar ste tipo de agregado ptreo, es necesario mezclarlo con otro de diferente procedencia con el fin de mejorar su granulometra. Como las arenas de playas martimas pueden contener sales, es necesario darles un tratamiento de lavado previo a su utilizacin. Canteras: Las canteras son bancos de explotacin que se encuentran en laderas de cerros y montaas. Su explotacin se hace en forma abierta parcial o total atacando uno a varios frentes laterales del cerro o la montaa._

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    _El material resultante es sometido a un proceso de trituracin con la finalidad de reducir de tamao las partculas. Se obtiene agregados de muy buena calidad si se elige una roca sana (no atacando por el intempersmo) y de estructura uniforme. Se aconseja eliminar las rocas tales como pizarras, esquistos y otros que presenten planos de fractura, ya que al someterlas a trituracin se obtendran agregados lajudos indeseables en el concreto por la necesidad de tener que aumentar el contenido de arena y de cemento para lograr una mezcla manejable. PRUEBAS FSICAS QUE DEBEN EFECTUARSE EN LOS AGREGADOS PTREOS Y REQUISITOS QUE ESTOS DEBEN CUMPLIR. El cuarteo de un material ptreo granular, es el procedimiento manual o mecnico que se realiza con el material, para reducir se volumen a otro menor que le sea representativa. CUARTEO MANUAL 1.- Se elige una superficie plana y limpia del terreno en donde se coloca el material procedente del muestreo y con la ayuda de una pala cuadrada se traspalea varias veces a fin de mezclar perfectamente todas las piedras de diferentes tamaos.

    Muestra de arena procedente del rio Santo Domingo

    Superficie

    plana y limpia

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    2.- Se procede a formar un montculo que posteriormente se aplana con movimiento de pala dados del centro del montculo hacia la periferia.

    3.- Se procede a dividir el material en 4 partes iguales (con la ayuda de una regla de madera se coloca en 2 posiciones perpendiculares (diametralmente opuestos))

    4.- Finalmente se selecciona dos muestras diagonalmente opuestas y se separa del resto para que despus de combinarlas entre si se repita el proceso, hasta que la unin de ellos se tenga una muestra apropiada para efectuar con ella los ensayos que se deseen.

    Cuarteo mecnico: Aparato cuarteador de Jhonson. ANLISIS GRANULOMTRICO O GRANULOMETRA Es el procedimiento manual o mecnico que se realiza con el material, para cuantificar mediante su cribado en malla de diferentes aberturas, las cantidades en peso que de cada tamao constituyen el total. Dichas cantidades se acostumbran a expresar como por cientos obtenidos por cada malla del total del material cribado. Los porcentajes se calculan tanto parciales como acumulados, siendo los acumulados con los que se procede a trazar en una grfica de valores lmites granulomtricos la curva que adopta la granulometra del material.

    Muestras

    diagonalmente opuestas

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    GRANULOMETRA DE LA ARENA El agregado fino o arena, deber consistir de material granular natural o artificial elaborado o una combinacin de ambos. Deber cumplir con ciertos requisitos de tamao para las diferentes partculas que lo constituyen. Este requisito tiene fijado por las especificaciones y de acuerdo con los de la A.S.T.M son las siguientes:

    A.S.T.M

    Tamao de malla (Nominal)

    PORCENTAJES

    Pasando Retenido

    100 0

    No. 4 (4760 micras) 95 a 100 0 a 05

    No. 8 (1238 micras) 80 a 100 0 a 20

    No. 16 (1190 micras) 50 a 85 15 a 50

    No. 30 (580 micras) 25 a 60 40 a 75

    No. 50 (297 micras) 10 a 30 70 a 90

    No. 100 (149 micras) 02 a 10 90 a 98

    Los porcentajes mnimos pasando, mostrados en la tabla anterior. Para las mallas No. 50 y No. 100 se pueden reducir a 5 y 0 respectivamente si los agregados finos se emplean en concreto con aire incluido en poco ms de 3 %.

    Se acostumbra a emplear la malla No. 200 adems de las ya mencionadas

    en la tabla, para cuantificar el contenido de polvo que pasa por esta ltima malla y que depositado en una charola que se acopla a todas las dems mallas en la parte inferior se pesa al final de la operacin de cribado.

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    200 100 50 30 16 8 4

    OJIVA (POR CIENTO ENTERO ACUMULADOS)

    Lim. Superior Lim. Inferior

  • Pgina 8

    MTODO DE ENSAYE PARA DETERMINAR LA GRANULOMETRA DE LA ARENA Equipo:

    Una balanza sensitiva al 0.01% del peso de la muestra por ensayar. Un juego de mallas para arenas, que comprende tambin la del No. 200, una

    tapa y una charola para recoger el polvo. Un cepillo de cerda para limpiar las mallas.

    Muestras: Las muestras de arena sern obtenidas mediante cuarteos sucesivos del volumen total. Se deber secar a peso constante y deber cumplir con los peros siguientes:

    Material con por lo menos el 95% de partculas menores que la malla No. 10, 100 gr.

    Material con por lo menos el 90% de material ms fino que la malla No. 4 y ms del 5% mayor que la malla No. 20, 500 gr.

    Preparacin de la muestra:

    Para secar la muestra se deber emplear un horno a temperatura que no

    exceda de 100C, se har pasar la muestra por todas las mallas especificadas en el ensaye, efectundose la operacin de cribado manual por medio de un movimiento giratorio lateral de las mallas, acompaado de una accin de golpeo en la tapa de la malla superior.

    Balanza

    sensitiva al

    0.01% del

    peso de la

    muestra

    Juego de

    mallas para

    arenas

  • Pgina 9

    El cribado manual se emplea un tiempo aproximado de 15 minutos y en el mecnico con el aparato RO_TAP el tiempo deber ser de 10 minutos. Una vez que se termine el tiempo de cribado, se van desacoplando cada una de las mallas y empezando por la del No. 4 se deposita su contenido sobre una hoja de papel para de ah llevar el material al platillo de la balanza donde se vierte con cuidado procedindose a su pesado.

    El cribado manual se efectu durante 5 minutos solamente por el tiempo y ya que

    solo se trata de una demostracin y no de una prueba real para una obra.

    Para lograr desprender las partculas adheridas a las mallas de tejido cerrado, se acostumbra a emplear una brocha de cerda dura y un punto fino. Las pesadas se deben iniciar con el material retenido en la malla No. 4 hasta llegar al material depositado en la charola que es el polvo. La aproximacin en las pesadas debe de ser hasta del 0,01 gr.

    Se fue quitando una a

    una las mallas y

    retirando el material

    que avan en cada una

    La cantidad de materia que ava en cada malla fue

    pesada y depositada en

    pequeos recipientes de

    metal.

    Malla No. Peso retenido en gr.

    4 0

    8 51.8

    16 163.1

    30 152.4

    50 111.4

    100 19.3

    200 2.0

    Charola 0.3

  • Pgina 10

    Ejemplo: (hecha en el laboratorio de pruebas de materiales)

    Malla No. Peso retenido en gr.

    Por ciento del total %

    Por cientos enteros

    Por ciento entero

    acumulados

    4 0 0.00 0.0 0.0

    8 51.8 10.36 10.0 10.0

    16 163.1 32.62 33.0 43.0

    30 152.4 30.48 31.0 74.0

    50 111.4 22.28 22.0 96.0

    100 19.3 3.86 4.0 100.0

    200 2.0 0.40 0 100.0

    Charola 0.3 0.06 0 100.0

    SUMAS 500.3 100.06 100.0

    Se puede observar que la prueba no cumple con l por ciento acumulado en la malla No. 200 y No. 100.

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    200 100 50 30 16 8 4

    OJIVA (POR CIENTO ENTERO ACUMULADOS)

    Lim. Superior Prueba Lim. Inferior

  • Pgina 11

    MDULO DE FINURA

    El mdulo de finura de un agregado ptreo es un ndice aproximado que nos describe en forma rpida y breve, la proporcin de finos o de gruesos que tienen las partculas del material ensayado. El mdulo de finura de la arena se obtiene sumando los porcentajes retenidos (acumulados) en las mallas No. 4 a la No. 100 y dividiendo el total entre 100 se ha visto que el mdulo de finura para el paso de la arena debe quedar comprendido entre 2.3 y 3.5 para ser adecuado como material fino por emplear en la elaboracin del concreto segn la naturaleza del agregado fino, se tienen los siguientes lmites de valores en sus mdulos de finura.

    . . =

    Arena cuarzosa 2.5 a 3.5 Arena fina 1.5 a 2.5 Arena muy fina 0.5 a 1.5

    Prueba del laboratorio

    . . =. + . + . + . + . + .

    = .

    Arena cuarzosa 2.5 a 3.5

    Por lo que respecta al material que pasa por la malla No. 200 el cual se

    clasifica como polvo, est limitado a un 3% como mximo del total cuando la arena es natural, pero cuando proviene de la trituracin de rocas puede elevarse al 5% y 14% si est libre respectivamente de arcilla o de pizarra. Mtodo estndar para determinar los pesos volumtricos de los agregados finos y gruesos Estos mtodos sirven con fines de utilizacin en la dosificacin de mezclas de concreto.

    Peso volumtrico

    Seco compactado

    Seco suelto

    Seco varillado

  • Pgina 12

    Equipo:

    Una balanza sensitiva al 0.05% del peso de la muestra empleada. Una varilla de acero de forma recta con un dimetro de (1.6 cm), teniendo

    por lo menos un extremo en forma de punta de bala con un largo total de 60 cm.

    Una serie de medidas o recipientes cilndricos de metal inoxidable, fcil de manejar y con superficie rgida para evitar su deformacin las cuales debern cumplir con ciertos requisitos de dimensin.

    Muestra: Para iniciar la prueba se deber someter la muestra a un secado previo, la cual se mezclar perfectamente antes de determinar su peso.

    A continuacin se describe cada uno de los procedimientos que se siguen para obtener los pesos volumtricos tanto de los agregados finos y gruesos. DETERMINACIN DEL PESO VOLUMTRICO SECO Y SUELTO

    El material por utilizar, se vaca lentamente dentro del recipiente indicado para esta prueba, procurando efectuar dicha operacin con la ayuda de un cucharn; el cual se introducir desde el principio hasta el fondo del recipiente para evitar posible cada del material, ya que esto originara una cierta compactacin que debe evitarse.

  • Pgina 13

    El recipiente se deber mantener ligeramente inclinado para que a medida que se vaya llenando recupere su verticalidad.

    La cada mxima del material no deber ser mayor de 4.5 cm. Una vez llenado el recipiente se enrasa y se obtiene su peso.

    Pesado del material seco suelto

  • Pgina 14

    Nota: El siguiente procedimiento ser vlido para los 3 tipos de pesos volumtricos: Peso del recipiente lleno se le restara el peso del recipiente (tara), para finalmente dividirlo entre el volumen del recipiente (tara), lo que nos dar para este caso el peso volumtrico seco y suelto.

    . . . = . + .

    . =

    .

    . . . =, ,

    , =

    ,

    , = . /

    Equivalencias

    . . . = . / . . . = . /

    . . . = . / . . . = . / DETERMINACIN DEL PESO VOLUMTRICO SECO VARILLADO Este procedimiento de varillado tambin es aplicable a agregados ptreos con tamaos mximos de 2 (5 cm). El recipiente se deber llenar con el material por ensayar hasta una tercera parte de su altura y apisonarse 25 veces en diferentes sitios con ayuda de la varilla de compactacin, utilizando el extremo de la punta de bala. Se llena la otra tercera parte del recipiente y se repite la operacin de compactacin dando otros 25 golpes con la varilla, pero cuidando que la punta no pase a la primera capa ya compactada. Finalmente se llena el recipiente y se dan otros 25 golpes sin penetrar a la capa anterior. Se enrasa el recipiente y se pesa.

    . . . = ( + ) .

    . =

    .

    * Esta prueba no se llev acabo por lo que no se tienen datos de ello

  • Pgina 15

    DETERMINACIN DEL PESO VOLUMTRICO SECO COMPACTADO En este caso el recipiente deber llenarse en 3 capas, las cuales se compactarn mediante el golpeo del mismo en diferentes posiciones, sobre una base firme que ser cubierta con algn material suave para no daar el fondo del recipiente. El golpeo se realiza alzando el recipiente a una altura aproximadamente de 5 cm, desde donde se deja caer su propio peso, alternando esa cada en 2 de sus bordes diametralmente opuestos.

    Cada capa se compactar dejando caer el recipiente 25 veces cada lado hasta completar 50 golpes por capa.

    Al finalizar el compactado de las 3 capas, se deber enrasar el recipiente y proceder a su pesado.

    En el caso de las gravas el enrasado deber hacerse con mucho cuidado (con la mano) con la finalidad de equilibrar los huecos con los salientes que tengan las piedras.

  • Pgina 16

    . . . = ( + ) .

    . =

    .

    . . . =, ,

    , =

    ,

    , = . /

    Equivalencias

    . . . = . / . . . = . /

    . . . = . / . . . = . /

    Comparacin: . . . > . . . . / > . / ABSORCIN Los agregados ptreos generalmente se almacenan en sitios prximos a la obra, en donde quedan a la intemperie y como es natural se encuentran expuestos a los cambios atmosfricos por lo que al presentarse una lluvia absorbera agua hasta quedar totalmente saturado. Como en la clasificacin de la mezcla de concreto, el agua interviene directamente en la reaccin qumica con el cemento. Es indispensable conocer la humedad de los agregados (ptreos), para hacer ajustes en el agua de mezcla con el fin de que stas permanezcan inalterables. Para poder realizar lo anterior, presentaremos en forma grfica los diferentes estados de humedad de los agregados ptreos, considerando que tuviera un corte transversal de una piedra en forma esfrica.

    Secado en horno estufa (A)

    Secado en la intemperie (B)

    Saturado interiormente y con superficie seca (C)

    Secado en la intemperie (D)

    Humedad interior

    Absorcin efectiva

    Humedad total

    Humedad superficial

    Capacidad de absorcin o humedad interna total

    Agua libre sup. o agua de abs.

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    A) Secado en horno o estufa. El material ptreo se somete a una temperatura entre 100 y 110C, perdiendo toda su humedad. Su peso solo corresponder a la materia slida.

    B) Secado en la intemperie. Esta se presenta cuando el material se encuentra a la intemperie sujeto a los rayos solares, pudiendo llegar a perder solo parte de su humedad interior, quedando en la porcin central algo de esta.

    C) Saturado interiormente. Si el material se satura de humedad y se seca superficialmente, tendr una condicin especial que sirve de punto de partida para el clculo de mezcla de concreto, ya que en esta condicin el material no absorber agua de la mezcla y sta slo servir para reaccionar con el cemento en un 15 a 25% y con el resto recubrir a los agregados para servir de lubricante del conjunto.

    D) Saturado de humedad. Se presenta cuando el material se encuentra saturado de agua, y adems tiene agua superficial que se conoce como agua de absorcin por lo que se dice que est saturado. En este caso es necesario restar el agua de la mezcla la que tiene un exceso superficialmente del material.

    MTODO ESTNDAR PARA DETERMINAR LA ABSORCIN DEL AGREGADO FINO (ARENA) Equipo:

    Una balanza sensitiva al 0.1 de gramo o menos, con una capacidad de 1 kg. Una serie de charolas para depositar las muestras de arena por ensayar. Una cuchara pequea de albail. Un molde tronco-cnico de metal inoxidable o de latn con las siguientes

    dimensiones. Un pisn de metal inoxidable con un peso de 336 gr.

    PROCEDIMIENTO DE ENSAYE Se selecciona una o varias muestras de la arena por ensayar, a travs de cuarteos sucesivos y se someten a un secado previo en horno o estufa hasta tener un peso constante. Se pesan 500 gr de cada una de las muestras y se depositan en recipientes con agua, cuidando que queden totalmente cubiertas. Se dejan reposar durante 24 horas, manteniendo el agua a una temperatura de 23C 1.7C. Pasado este tiempo se procede a secar, separadamente las muestras para ponerlas en condicin de saturados interiormente de agua y con superficie seca. Para verificar esta condicin se hace la siguiente operacin.

  • Pgina 18

    Una vez que se observa que el material empieza a perder su humedad-superficial, se toma una porcin de l para depositarlo dentro del molde tronco-cnico hasta la mitad de su altura. Se le compacta 15 veces dejando caer por su propio peso el pisn, cuidando que est previamente en contacto con la superficie del material.

    A continuacin se llena el molde con el material y se repite la operacin de compactacin en la misma forma anterior solo que ahora se compactara 10 veces en vez de 15.

    Se enrasa cuidadosamente el molde y se retira rpidamente hacia arriba:

    Llenado de la

    primera mitad

    Compactacin de

    la primera mitad

    Llenado de la

    segunda mitad Compactacin de

    la segunda mitad

  • Pgina 19

    Si el material no ha perdido su humedad superficial mantendr la forma de cono, pero si la perdi se derramara con escurrimiento libre y lento. Si por el contrario, su secado fue excesivo su cada ser rpida y ser necesario agregarle un poco de agua para repetir la prueba con el cono.

    En la primera vez que se realiz la prueba la muestra estaba saturado de humedad, que es cuando el material se encuentra saturado de agua, y adems tiene agua superficial, esto lo notamos al retirar el troco-cnico y la muestra permaneci con la forma del recipiente. Por lo que tuvimos que secar el material para restar un poco del agua que tena y as obtener una muestra saturado interiormente y se seca superficialmente, que es la muestra que necesitamos como de punto de partida para el clculo del por ciento de absorcin.

    Al tener el material en la condicin deseada, se lleva a la balanza para determinar su peso.

  • Pgina 20

    Muestra ideal saturado interiormente y se seca superficialmente

    El secado de la muestra se hiso en el horno dejando la muestra 24 horas a una temperatura de 105C y se pes nuevamente para as poder calcular el por ciento de absorcin.

    CLCULO DEL POR CIENTO DE ABSORCIN Una vez obtenido el peso del material en condicione de saturado interiormente y con superficie seca, el por ciento de absorcin se calcula mediante la siguiente expresin:

    % = . . .

  • Pgina 21

    Otra Variante para determinar el por ciento de absorcin es la de selecciones una muestra del material que previamente se haya sometido a saturacin y est superficialmente seco del cual se pesan 500 gr y se secan hasta que tenga peso constante, calculando la absorcin con la siguiente frmula:

    % =

    % =

    % =

    =

    = /

    % = . % MTODO ESTNDAR DE ENSAYE PARA DETERMINAR LA GRAVEDAD ESPECFICA DEL AGREGADO FINO Equipo: Adems de los ya mencionados en la prueba de absorcin, se requiere un frasco de Chapman con una

    capacidad de 450 3 y calibrado a 0.15 mm a 20C. PROCEDIMIENTO DE ENSAYE Con una muestra de aproximadamente 1000 gr de material fino en condiciones de saturado interiormente de agua y superficie seca, se separan 3 muestras de 300 gr cada una con el fin de hacer la prueba por triplicado y tener un valor promedio.

  • Pgina 22

    Una de las muestras se introduce cuidadosamente dentro del frasco de Chapman, tratando de evitar que en su descenso el material se peque a las paredes de cristal del frasco.

    Enseguida se aade agua hasta la mitad de la capacidad del frasco, y colocndola sobre una superficie horizontal se inclina ligeramente y se rueda para extraer el aire atrapado entre las partculas de rea. Cuando se observe que ya no suben burbujas de aire, se deja reposar el frasco durante 1 hr.

    Pasado este tiempo se llena con agua hasta la marca de 450 3 y se determina el peso total del frasco en una balanza con aproximacin de 0.01 gr.

    450 3

    Peso en gr.

    Arena 300.0

    Recipiente 295.8

    Agua 329.3

    Suma 925.1

    Agua aadida = 329.3 ml = 0.3293 L.

    Volumen de agua aadida

    329.3 3

  • Pgina 23

    . . = . . .

    . . ()

    . . = . . .

    . ()

    . . =

    . = . / = . /

    PROCEDIMIENTO PARA LA GRAVEDAD ESPECFICA DE LA ARENA Con fines aclaratorios se hace ver que el volumen del material que se encuentra dentro del frasco es igual a la capacidad del frasco menos el volumen del agua aadida. Por otro lado tenemos que el volumen del agua aadida es igual al peso del agua aadida, por lo que se puede considerar lo siguiente. 2 = [( ) + ( )] (3)

    2 = 925.1 [(295.8 ) + (300 )] = 329.3

    El peso del frasco vaco es un dato que se tiene definido en laboratorio, el peso del material se conoce previamente a su introduccin dentro del frasco y el peso del frasco lleno se obtienen en cada ensaye. Por lo tanto, sustituyen en (2) o (1) lo indicado en (3), se tiene:

    . .

    = . . .

    450 3 [( ) + ( )]

    . . =

    {925.1 [(295.8 ) + (300 )]}

    . . =

    . = . / = . /

    AGREGADO GRUESO O GRAVA Este consistir de piedra triturada o natural, pedacera de fierro o escoria de altos hornos que fue enfriado rpidamente, as como algunos materiales artificiales que se industrializarn especialmente para producir agregados de concreto. Entre estos podemos mencionar a la perlita inflada y la vermiculita, las cuales se utiliza principalmente en agregados para concreto en que se desea tener ligereza y aislamiento trmico.

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    Aun cuando la grava no interviene en la misma proporcin que la arena, en lo referente a manejabilidad del concreto, por tener una superficie mayor que aquella. Si tiene una participacin de bastante importancia en la que toca a resistencia de concreto y se afirma que con consumo de cementos normales, no es posible obtener en el concreto mayor resistencia que la que pueda proporcionar el agregado grueso por s mismo. Mtodo estndar para determinar los pesos volumtricos de los agregados finos y gruesos Estos mtodos sirven con fines de utilizacin en la dosificacin de mezclas de concreto. DETERMINACIN DEL PESO VOLUMTRICO SECO Y SUELTO

    Con una pala cuadrada se traspaleo para mezclar bien todas las piedras y tomar una buena muestra, se form un tipo de montn con un pico el cual se aplano para dividir en cuatro partes aproximadamente iguales el montculo.

    Muestra de grava Agregado Grueso

    En una superficie plana y limpia se coloc la muestra para hacer el cuarteo manual.

    Peso volumtrico

    Seco compactado

    Seco suelto

    Seco varillado

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    Ahora para sacar el peso volumtrico del agregado grueso (grava), se llena una cubeta metlica de 5 kg de peso y con una capacidad para un volumen de 10 litros, la cada del material no debe exceder de 5 cm. Para que no suceda una compactacin accidental, por lo cual se tendr que hacer con mucho cuidado.

    El llenado del recipiente se hace tomando material del cuarteo que estn en posicin de diagonales opuestas, al igual como se hiso con el agregado fino (arena). Y una vez llenado el frasco con el material se procede a enrazar esto con precaucin ya que usaremos las manos para quitar los excesos de material.

    Se pesa la muestra junto con la cubeta ya que luego se la restaremos para calcular el peso volumtrico seco suelto.

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    . . . = ( + ) .

    . =

    .

    . . . =. .

    =

    .

    . = /

    . . . = / DETERMINACIN DEL PESO VOLUMTRICO SECO VARILLADO Este procedimiento de varillado tambin es aplicable a agregados ptreos con tamaos mximos de 2 (5 cm). El recipiente se deber llenar con el material por ensayar hasta una tercera parte de su altura y apisonarse 25 veces en diferentes sitios con ayuda de la varilla de compactacin, utilizando el extremo de la punta de bala.

    Se llena la otra tercera parte del recipiente y se repite la operacin de compactacin dando otros 25 golpes con la varilla, pero cuidando que la punta no pase a la primera capa ya compactada.

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    Finalmente se llena el recipiente y se dan otros 25 golpes sin penetrar a la capa anterior. Se enrasa el recipiente y se pesa.

    . . . = ( + ) .

    . =

    .

    . . . =. .

    =

    .

    . = /

    . . . = / MTODO ESTNDAR DE ENSAYE PARA DETERMINAR LA GRANULOMETRA DEL AGREGADO GRUESO En lo que respecta a la granulometra de la grava, debe cumplir con varias curvas lmites de acuerdo a su tamao mximo. El procedimiento que se sigue para el ensaye granulomtrico de la grava, es similar al que se describi para la arena, con la diferencia de las mallas empleadas y del peso de las muestras necesarias para ensayar segn su tamao mximo.

    Se acomodaron una serie de charolas para cada malla usada, ya que como la muestra es demasiada no se puede repetir el procedimiento de arena, en donde todas las mallas se apilaban.

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    Se ordenaron las mallas por donde deba pasar la grava, el orden fue ascendente (de la ms pequea a la ms grande), la cribado del material se hiso en pocas porciones y lo que retena una malla se pasaba a la siguiente malla ms grande, hasta llegar a la malla 1 la malla a la cual solo llego la piedra ms grande pero aun as logro pasar esa malla por lo cual le corresponda a lo retenido de la malla anterior la malla 1.

    La muestra que se estuvo cribando fue la misma que se us para el peso volumtrico seco suelto.

    Una vez cribada toda la muestra se pes cada porcin de la muestra retenida en cada malla.

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    Datos obtenidos en la practica

    Malla Peso en kg

    Charola 0.020

    No. 4 2.180

    3/8 1.630

    1/2 5.280

    3/4 4.675

    1 0.015

    Suma: 13.8 kg

    En la tabla siguiente, se indica las cantidades necesarias del material para la prueba. Debido a que nuestro tamao mximo de la partcula era de 1 el peso de la muestra fue de 13.8 kg cumpliendo con la tabla siguiente.

    Tamao mximo nmina de la partcula, en pulgadas.

    Peso mnimo de la muestra. En gr. (*)

    3/8 1000

    1/2 2500

    3/4 5000

    1 10000

    1 15000

    2 20000

    2 25000

    3 30000

    3 35000

    (*) Para muestras que pesen 5000 gr o ms, se recomienda que las mallas sean montadas en marcos de 16 (40 cm) de dimetro o mayores.

    Las diferentes granulometras que deben cumplir las gravas, as como las mallas que se utilizan para el ensaye granulomtrico correspondiente sern hasta de 3/4, 1, 1 , y 2. Las muestras tomadas del material procedentes del banco escogido para explotar, se combinan entre s y se procede a efectuar su cuarteo, para obtener la muestra representativa total que secada o peso constante es sometido a cribado por todas las mallas especificadas, de acuerdo con su tamao mximo. Generalmente el cribado se hace de forma manual por ser de ms fcil manejo las piedras utilizadas para el ensaye. Cada una de las fracciones retenidas por las mallas, se pesa y se determina el por ciento % que representa del total. Para este caso tambin se hace clculo de los por cientos % individuales fraccionarios, enteros y acumulados, siendo estos ltimos los utilizados para graficar la grfica representativa de la muestra.

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    Con el fin de presentar un ejemplo de anlisis granulomtrico para una muestra de grava con un tamao mximo de 1, se va a considerar los datos obtenidos despus de hacer el ensaye correspondiente.

    Malla No. Peso retenido en gr.

    Por ciento del total %

    Por cientos enteros

    Por ciento entero

    acumulados

    1 0 0 0 0

    1 15 0.1087 0 0

    3/4 4675 33.8768 34 34

    1/2 5280 38.2609 38 72

    3/8 1630 11.8116 12 84

    No. 4 2180 15.7971 16 100

    Charola 20 0.1449 0 100

    SUMAS 13800 100 100.0

    Curva granulomtrica de grava

    Agregado mximo 1

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    NO. 4 3/8" 1/2" 3/4" 1"

    OJIVA (POR CIENTO ENTERO ACUMULADOS)

    Lim. Superior Prueba Lim. Inferior

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    CLCULO DEL MDULO DE FINURA PARA EL CASO DE LA GRAVA Este deber realizarse sumando los por cientos retenidos acumulados en las mallas del No. 4, 3/8, 3/4", 1 1/2, 3 y 6. Cuando se tenga piedras de este tamao, la suma obtenida se le agrega el valor de 500 correspondiente al 100% que retendra en las mallas de las arenas y al total se divide entre 100. Ejemplo:

    . . = +

    . . = . + " +

    " +

    " +

    . . = + + + +

    = .

    Como orientacin, se puede decir que el valor del mdulo de finura de la grava anda entre 6 y 7.5 CLCULO DEL PORCIENTO DE ABSORCIN DE AGUA QUE TIENE UN CIERTO AGREGADO GRUESO Del material almacenado en la obra se toma una muestra, definindose por cuarteos sucesivos, otra representativa del total con un peso de 15 kg.

    En nuestro caso la muestra tomada fue de tan solo 500 gr aproximadamente para la prueba de absorcin. Se empez con la muestra sumergida totalmente en agua con un tiempo de 24 en ese estado, se procedi a secar con una franela el material.

    Una vez secado el material se pes dando como resultado el peso de la grava saturada de humedad con superficie seca igual a 503 gr.

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    Esta ltima se somete a secado en horno hasta que tenga un peso constante.

    Una vez que el peso sea constante (esto sucede despus de meter el material por 24 horas al horno), se saca del horno y se pesa para calcular el por ciento de absorcin que tiene nuestro agregado grueso (grava).

    Para el clculo del porciento de

    absorcin utilizaremos la siguiente frmula:

    % =. . .

    % = .

    . = . % % = . %

    El peso del material se realiza un una balanza con capacidad mnima de 5 kg y sensitiva a 0.5 gr o menos. MTODO ESTNDAR DE ENSAYE PARA DETERMINAR LA GRAVEDAD ESPECFICA DE LA GRAVA Equipo:

    Una cesta de alambre; Una balanza de precisin; 1 Pignmetro; Un sifn

    En vista de que el sifn es el aparato que se emplea con mayor frecuencia

    por ser bastante preciso y de fabricacin econmica y sencilla, explicaremos el procedimiento seguido con l:

    El depsito cilndrico metlico que constituye propiamente el sifn, se llena con agua limpia hasta el nivel superior coincidente con el codo del tubo de descarga.

    Sifn

    Agua

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    Realizando lo anterior se coloca una probeta graduada en la parte inferior a la boca de descarga y se procede a taparla.

    Posteriormente se introduce dentro del sifn cada una de las piedras en

    condiciones de saturadas y superficialmente secas que el total deber tener un peso de 5 kg, en nuestra practica solo se usaron 608.3 gr de grava.

    Terminado el paso anterior se destapa la boca del tubo de descarga, recogindose el agua excedente en la probeta graduada.

    A continuacin cuidando que se

    restablezca el equilibrio del lquido se hace la lectura de la cantidad de agua desalojada, contenida en la probeta.

    La lectura deber realizarse tomando como base la lnea horizontal que pasa por la parte inferior del menisco formado.

    Probeta

    Sifn

    Tubera de agua

    Grava saturada y superficialmente seca

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    La gravedad especifica de la grava se calcula aplicando la siguiente frmula:

    . . = .

    .

    . . =.

    = .

    . . =.

    = .

    . . =.

    . = . /

    CONCLUSIN: Totas las pruebas y procedimientos tenan el fin de ensear a nosotros como alumnos de ingeniera a saber las caractersticas de los agregados tanto finos como gruesos y aprender cmo hacer un muestreo y saber si es un buen material para la construccin, esto son las bases para poder escoger los mejores agregados y hacer un concreto eficaz para las obras civiles, tambin hicimos las comparaciones de las muestras con las de la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (A.S.T.M.) para saber si los agregados cumplan con los requisitos. Aunque en las practicas solo observbamos y muy pocas veces participbamos directamente en el proceso de las pruebas las practicas fueron claras y vimos que se pueden hacer incluso dos practicas a la vez ya que algunas se necesitaban las mismas condiciones del material y aprovechando se tomaban los datos.