Reporte 5 - Lab. Materiales de Construccion

7/22/2019 Reporte 5 - Lab. Materiales de Construccion

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Laboratorio de Materiales de Construcción

Reporte No. 5 1




Reporte No. 5 2

Tabla de con tenido

Introducción ..................................................................................................................... 3

Objetivos .......................................................................................................................... 3

Explicación ....................................................................................................................... 4

Definiciones.................................................................................................................... 4

Procedimientos ................................................................................................................ 4

Equipo ............................................................................................................................ 5

Muestra de Ensayo ........................................................................................................ 6

Descripción del Procedimiento ....................................................................................... 7

Memoria de Cálculo ......................................................................................................... 9

Tabla de Resultados ...................................................................................................... 12

Análisis de Resultados .................................................................................................. 13




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Introducción

Este procedimiento cubre la determinación de la Gravedad Específica Bruta, Gravedad

Específica Bruta en Condición Superficie Saturada Seca, Gravedad Específica Aparente y

la Absorción de agua luego de un período de humedecido por 24 horas.

Objet ivos

Calcular la gravedad específica bruta de agregados finos.

Calcular la gravedad específica bruta en condición superficie saturada seca en

agregados finos.

Calcular la gravedad específica aparente en agregados finos.

Calcular la absorción del agua en agregados finos.




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Explicación

Este método se aplicará a los agregados finos, para nuestro caso, agregados para la

fabricación de morteros.

Los valores indicados están en unidades SI considerados como estándar. Los valores

entre paréntesis que no correspondan a las del SI son indicados con propósitos de

información únicamente.

Definiciones

Absorción: incremento en el peso de agregado debido a la presencia de agua en los

poros del material, pero sin incluir el peso del agregado adherido a la superficie de las

partículas, expresando como un porcentaje del peso seco.

Gravedad es pecífi ca: relación de la masa (o peso al aire) de un volumen unitario dematerial, respecto a la masa del mismo volumen de agua, a una temperatura igual en

ambos casos.

Gravedad esp ecífic a aparente: relación de la masa (o peso al aire) de un volumen

unitario de agregado (incluyendo los poros permeables e impermeables, pero sin tomar en

cuenta los vacíos entre partículas), respecto al peso de un volumen equivalente de agua.

A una temperatura igual en ambos casos.

Gravedad específica b ruta sup erficie s aturada seca: relación de la masa (o peso al

aire) de un volumen unitario de agregado (incluyendo los poros llenos hasta el nivel del

agua presente en la muestra luego de haber permanecido en agua por 24 horas),respecto al peso de un volumen equivalente de agua. A una temperatura igual en ambos

casos.

La gravedad específica bruta es generalmente utilizada para determinar el volumen

ocupado por el agregado en diferentes tipos de mezclas, así como para el cálculo de

porcentajes de vacíos en mezclas.

Procedimientos

El procedimiento estándar para la determinación de gravedad específica y absorción de

agregado fino sigue la norma ASTM C 128-93 (reaprobado en 1993)

Cabe destacar que la Ley Nº 5292 “Sistema Internacional de Unidades” donde en el

Artículo 1: “Se adopta para uso obligatorio en la República, con exclusión de cualquier

otro sistema, el Sistema Internacional de Unidades, denominado internacionalmente bajo

las siglas "SI", basado en el Sistema Métrico Decimal, en sus unidades básicas, derivadas

y suplementarias de medición”.




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Y con base al Decreto No. 36463 – MEIC donde se promueve el Reglamento Técnico

RTCR 443:2010, denominado Metrología. Unidades de medida. Sistema Internacional (SI)

cuyos objetivos son:

Definir y dar a conocer las magnitudes, unidades de medida y símbolos de las

unidades del Sistema Internacional de Unidades (SI) y otras unidades fuera de este

Sistema, que han sido reconocidas por la Conferencia General de Pesas y Medidas

(CGPM).

Normalizar y establecer un lenguaje común que responda a las exigencias y

tendencias actuales de las diferentes actividades científico-tecnológicas, comerciales,

industriales, agropecuarias y educativas.

Este decreto es aplicable para obligatoriamente a todas las actividades, en donde se

describan, mencionen y utilicen unidades de medida.

Por lo tanto, para nuestro fin es de suma importancia conocer del S.I. y las unidades

básicas del mismo.

Antes de comenzar con cualquiera de los procedimientos, es de suma importancias

conocer de los materiales y equipo que se necesita para llevar a cabo la reducción de

agregados. Equipo para separar y aislar las muestras, para recoger, contener, trasladar y

cuartear y medir.

Hay que tomar en cuenta las condiciones ambientales para que no se alteren las

propiedades de la muestra a ser analizadas.

Equipo

Balanza, con precisión de 0,5 g o 0,05% del peso de la muestra en cualquier etapa del

procedimiento estándar.

Picnómetro, un recipiente en el cual el agregado puede ser introducido, de manera

que el volumen pueda medirse con exactitud de 0,1 cm3. El volumen del contenedor,




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hasta una marca de calibración, debe ser al menos 50% mayor que el espacio

requerido por la muestra.

Molde en forma de cono. El diámetro interno es 40 ± 3 mm (interno en la superficie),

90 ± 3 mm (interno en la base), con una altura de 75 ± 3 mm. El metal debe tener unespesor mínimo de 0,8 mm.

Compactador, con peso de 340 ± 15 g, con una cara plana circular y diámetro de 25 ±

3 mm.

Muestra de Ensayo

La toma de muestras será de acuerdo con la práctica D 75 (Toma de muestras de los

agregados).

Obtener aproximadamente 1Kg de la muestra de agregado fino utilizando elprocedimiento aplicable en la práctica C 702 (Práctica para la reducción de muestras

de agregado según el tamaño).

Secar la muestra en un recipiente adecuado o vasija en el horno hasta un peso

constante a una temperatura de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F).

Se deja enfriar a temperatura ambiente, cubrir con agua, ya sea por inmersión o

mediante la adición de por lo menos el 6% de humedad para el agregado fino, y dejar

sumergido por 24 ±4 h.

Los valores de la absorción y la gravedad específico en la condición saturadosuperficialmente seco pueden ser significativamente mayores para el árido no secado

al horno antes del remojo que para el mismo árido sometido a la preparación que se

describe en el punto 3.6.

Decantar el exceso de agua con cuidado para evitar la pérdida de los finos, se

extiende la muestra sobre una superficie plana comenzando la operación de desecar

dirigiendo sobre ella una corriente moderada de aire caliente, y remover con

frecuencia para garantizar el secado homogéneo.

Prueba del cono de la superficie de humedad.- Sostenga el molde firmemente sobre

una superficie lisa no absorbente con la boca de mayor diámetro.

Coloque una porción de la muestra seca en el interior del molde, llenando hasta

desbordar, apisonar suavemente su superficie 25 golpes con la varilla. Cada golpe

debe comenzar alrededor de 5 mm (0,2”) por encima de la parte superior de la

superficie total de la muestra, levantándolo a continuación, con cuidado, verticalmente

el molde.




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Si la superficie de las partículas conserva aún exceso de humedad, el cono de

agregado mantendrá su forma original, por lo que se continuará agitando y secando la

muestra, realizando frecuentemente la prueba del cono hasta que se produzca un

primer desmoronamiento superficial, indicativo de que finalmente ha alcanzado elagregado la condición de superficie seca.

Descripción del Procedimiento

Registrar todas las determinaciones de pesos con una aproximación de 0.1gr.

Introducir inmediatamente en el picnómetro aforado 500 ± 10gr de la muestra de árido

fino preparada, y se añade agua hasta aproximadamente un 90% de su capacidad.

Para eliminar el aire atrapado se rueda el picnómetro sobre una superficie plana, e

incluso agitando manual, mecánicamente o invirtiéndolo si es preciso, introduciéndoloseguidamente en un baño de agua a una temperatura de 27 ± 1.7°C (73.4 ± 3°F)

durante 1 hora, transcurrida la cual se enrasa con agua a igual temperatura, se saca

del baño, se seca rápidamente su superficie y se determina su peso total (picnómetro,

muestra

Un agitador mecánico será considerado aceptable para su uso en caso de pruebas de

comparación para cada período de seis meses de uso que muestran las variaciones

de márgenes aceptables o dos resultados, el cual indica en la Tabla 1 de los

resultados de la agitación manual en el mismo material.

Desviación Estándar Rango aceptable

de 2 resultados

Un solo operador de precisión

Gravedad Específica

Bulk (seco)0.011 0.032

Gravedad Especifica

Bulk (SSD)0.0095 0.027

Gravedad Específica Aparente

0.0095 0.027

Absorción ( %) 0.11 0.31

Precisión Multilaboratorio




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Gravedad Especifica

Bulk (seco)0.023 0.066

Gravedad Especifica

Bulk (SSD)0.020 0.056

Gravedad Especifica

Aparente0.020 0.056

Absorción (%) 0.23 0.66

Nota: Alrededor de 15 a 20 minutos son normalmente necesarias para eliminar el aire

atrapado utilizando el método manual .Introduciendo la punta de una toalla de papel

en el picnómetro ha demostrado ser útil en la eliminación de las burbujas de aire.

Opcionalmente, una pequeña cantidad de alcohol isopropílico puede ser utilizado para

dispersarlas burbujas. No utilice cualquiera de estos procedimientos cuando se utiliza

el método alternativo descrito a continuación.

Añadir 55 ± 5g de la muestra de agregado fino en estado saturado superficialmente

seco.

Después de que todo el agregado fino se ha introducido, coloque la tapa en el frasco y

haga rodar el frasco en una posición inclinada, o que gire suavemente en un círculo

horizontal, a fin de desalojar todo el aire atrapado. continuar hasta que no haya

burbujas en la superficie.

Tome una lectura final del frasco y su contenido dentro de 1 ° C (1,8 ° F) o de la

temperatura original.

Se saca el agregado fino del picnómetro y se lo coloca en el horno a una temperatura

de 110 ± 5°C (230 ± 9°F) hasta peso constante, se enfría al aire a temperatura

ambiente durante 1 ± ½ hora y se determina final mente su peso seco.

Si se utiliza el frasco de Le Chatelier, una parte de la muestra se usa para la

determinación de la absorción. Pesar 500 ± 10gr del agregado fino en estado

saturado superficialmente seco, secarlo hasta peso constante. Determinar el peso de

picnómetro calibrado con agua a 23 ± 1,7 ° C (73,4 ± 3 ° F).




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Memor ia de Cálcul o

Para el cálculo de la gravedad específica bruta (Gbs), la gravedad específica bruta

saturada superficie seca (Gbsss), la gravedad específica aparente (Gs) y el porcentaje de

absorción (%Abs), se deben seguir las indicaciones del procedimiento para obtener lospesos de la siguiente forma:

A: Peso seco de la muestra (24 h) al horno. (Ps)

B: Peso superficie seca saturada (Psss)

C: Peso del frasco volumétrico solo con agua a la temperatura del ensayo (Pp+Pw)

D: Peso del frasco volumétrico con la muestra y agua calibrado al menisco (Pp+Pw+Pm)

Cálculos:

( )

De los datos de laboratorio se obtiene los pesos:

Simbología Estado de la muestra Peso (g)

Bandeja Pbandeja 224,2

B+A Pbandeja+ Pseco 675,6

A Pseco 451,4

B Psss 500

C P(Pp+Pw) 656,7

D P(Pp+Pw+Pm) 941,4

Se procede a realizar los cálculos para el agregado de la siguiente manera:

Calculand o l a gr avedad es pecífic a bru ta:




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Calculand o la graved ad específic a bruta saturada su perfici e seca:

Calculand o la g ravedad específic a aparente:




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Calculando el porcentaje de absorción:

( )

( )

( )

Al ser este laboratorio realizado por dos grupos, se procede a tomar todos los datos y

anotarlos para sacar diferencias que pueden existir entre las tomas y la forma de realizar

el procedimiento, se utilizan los diferencias que hay entre los grupos para ser comparadas

con los rangos que permite la especificación para tener un concepto de si el

procedimiento es aceptable.




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Tabla de Resu ltados

Medición Grupo 1 Grupo 2 Diferencia Especificación

Gbs - 2,097 - 0,032

Gbsss - 2,322 - 0,020

Gs - 2,708 - 0,027

%Abs 10,91 10,76 0,15 0,31%




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Análisis de Result ados

1. Al consultar con compañeros del otro grupo, se obtiene el dato de ellos del porcentaje

de absorción de 10,91%, se saca la diferencia y el rango de error que hay entre las

dos tomas es de 0,15%, la norma dice que para este tipo de ensayo lo máximo es0,30%, por lo que se puede decir que el resultado entra en lo permitido para la

realización de este ensayo.

2. El aspecto más importante dentro de los resultados obtenidos, es el porcentaje de

absorción del material ya que al dar un valor tan alto (10,76% para el grupo 2 y

10,91% para el grupo 1) se determina que el material es muy poroso y por ende un

material con muy poca densidad lo que constituye un material de mediana a mala

calidad para la fabricación de concreto hidráulico (base fundamental del laboratorio).

3. El agregado fino o arena se usa como llenante, además actúa como lubricante sobre

los que ruedan los agregados gruesos dándole manejabilidad al concreto.

4. El resultado que refleja el porcentaje de absorción del agregado fino indica la

necesidad que este va a necesitar de agua para que pueda trabajar bien dentro de la

mezcla de concreto, permitiendo así una buena lubricación entre el agregado grueso y

la pasta, promoviendo un buen asentamiento del concreto.

5. Un problema que se puede suscitar a la hora de utilizar este tipo de agregado en la

fabricación de concreto, es que a la hora de agregarle agua se puedan perder las

propiedades mecánicas del conjunto de agregados lo que incidiría en una resistencia

no deseada, sin embargo el diseño de la mezcla debe prever esto con una

dosificación más alta de cemento dentro de la misma.

6. Otro problema y acotando al punto anterior es que indiscutiblemente la utilización de

agregado de este tipo generará un costo más elevado dentro de la estructura

económica de la obra o elementos estructurales que requieran concreto estructural

debido al incremento de cemento que tendrá que llevar el diseño.

7. Una recomendación que podría darse para trabajar con este tipo de agregado y la

cantidad de agua que este pueda llevar en el diseño de mezcla o si a la hora de

chorrear la mezcla se ve está muy aguada, es trabajar con algún tipo de aditivo

acelerante que adelante el tiempo de fraguado para evitar que el agregado grueso se

pueda asentar en su mayoría en la parte inferior del elemento a colar.

8. Se debería evitar el uso de este tipo de agregado en obras que tengan mucho

contacto con agua a la hora de colar los elementos estructurales, ya que el alto

porcentaje de absorción que tiene facilitaría la pérdida de resistencia a la hora de

entrar ambos en contacto, así que para controlar mejor las dosificaciones es mejor




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hacerlo en condiciones secas, de poder permitirlo la obra, caso contrario sería cambiar

el agregado a uno con una absorción menor.

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