Lab. Materiales de la Construcción
ENSAYO DE AGREGADOS
INDICE INTRODUCCIÓN...3 Objetivo general:...3 Objetivos específicos:...3 MARCO TEÓRICO...4 1. Definiciones Básicas...4 1.1. Agregados...4 1.1.1. Agregado fino...4 1.1.2. Agregado grueso...4 1.2. Granulometría...41.2.1. Granulometría de Finos y Gruesos...4
1.2.2. Porcentaje pasa 200...5
1.2.3. Desgaste de los ángeles...6
1.3. Peso Específico De Finos...6
1.4. Peso Específico De Gruesos...7
1.5. Peso Unitario de los agregados...8
1.5.1. Peso Unitario Suelto...8
1.5.2. Peso Unitario compacto...8
1.6. Colorimetría (CCCA: Ag3 – 1976)...9
1.7. Equivalente de Arena (MOP:E-108)...9
MARCO METODOLÓGICO...11
1. Granulometría de Finos y Gruesos...11
2. Desgaste de los ángeles...12
3. Peso especifico de finos...14
4. Peso especifico de gruesos...16
5. Peso Unitario...17
5.1. Peso unitario Suelto...17
5.2. Peso unitario Compacto...19
6. Colorimetría...21
7. Equivalente de Arena...22
TRATAMIENTO DE DATOS...25
1. Granulometría...25
3. Determinación por lavado del contenido de materiales más finos que el cedazo
#200. CCCA: Ag 5(1968)...28
4. Peso Específico del Agregado Fino (CCCA: Ag. 15)...29
5. Peso Específico del Agregado Grueso (CCCA: Ag 16)...30
6. Colorimetría (CCCA: Ag3 – 1976)...31
7. Equivalente de arena (MOP: E 108)...31
8. Peso unitario de agregado...33
TABLAS DE RESULTADOS...37 ANÁLISIS DE RESULTADOS...39 Quiñones Nayree...39 Vargas Jhennaret...41 Urbina Oriana...42 Urbano Rene...44 Zerpa Peggy...47 Castro Luís...49 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES...53 Quiñones Nayree...53 Vargas Jhennaret...55 Urbina Oriana...56 Urbano Rene...56 Zerpa Peggy...57 Castro Luís...59 ANEXOS...64 BIBLIOGRAFÍA...65
INTRODUCCIÓN
Para los estudiantes de construcción civil llevar a cabo la ejecución de los diferentes ensayos como: colorimetría, equivalente de arena, granulometría, desgaste de los Ángeles, peso especifico de los agregados y unitario entre otros; aplicados a los agregados tanto finos como gruesos es esencial, ya que, estos pasaran a formar entre un 70 y/o 75% de la mezcla de concreto o mortero; también es fundamental que el agregado sea optimo para así poder proporcionar a la mezcla una resistencia y durabilidad favorables en estructuras.
Objetivo general:
Reconocer las diferentes características de los agregados por medio de los métodos de ensayo descritos en el laboratorio como: colorimetría, equivalente de arena, granulometría, desgaste de los Ángeles, peso específico y unitario entre otros; para saber si son aceptables o no.
Objetivos específicos:
*Detectar los compuestos orgánicos desfavorables en la arena, para saber si es la indicada a usar en la mezcla de concreto o mortero.
*Estudiar cuantitativamente la cantidad de finos y ultra finos que conforman la arena. *Ensayar la gradación de tamaño de las partículas de los agregados con el fin de producir un empaquetamiento compacto.
*Detectar la resistencia del agregado grueso mayor de ¾” al desgaste por medio de la máquina de los ángeles.
*Calcular el peso específico para el cálculo del volumen que ocupa el agregado en el concreto.
*Obtener el peso unitario suelto y compactado de agregados finos, gruesos y mezclados por medio del cálculo del ensayo de peso unitario.
MARCO TEÓRICO 1. Definiciones Básicas
1.1. Agregados
También denominados áridos, inertes o conglomerados son fragmentos o granos que constituyen entre un 70% y 85% del peso de la mezcla, cuyas finalidades específicas son abaratar los costos de la mezcla y dotarla de ciertas características favorables dependiendo de la obra que se quiera ejecutar.
1.1.1. Agregado fino.
El agregado fino es aquel que pasa el cedazo o tamiz 3/8˝ y es retenido en el cedazo numero 200.
1.1.2. Agregado grueso.
El agregado grueso es aquel que pasa el cedazo o tamiz 3˝ y es retenido el cedazo numero 4.
1.2. Granulometría
Consiste en la distribución del tamaño de los granos. La gradación del material juega un papel muy importante en su uso como componente del concreto ya que afecta la calidad del material.
Este método consiste en la determinación por tamices de la distribución del tamaño de las partículas de agregados finos y gruesos. Para una gradación optima, los agregados se separan mediante el tamizado, en dos o tres grupos de diferentes tamaños para las arenas, y en varios grupos de diferentes tamaños para los gruesos. Formulas a Utilizar
• %Retenido = W retenido x 100 W total
• % Más Grueso =
ε
acumulada del % retenido• % Más Fino = 100% - % más grueso
• Modulo de Finura =
ε
% más grueso desde tamiz #4 hasta #100 1001.2.2. Porcentaje pasa 200.
Está representado por limo, arcilla y materia orgánica, este a su vez es prejudicial para el concreto y en las obras convencionales se acepta hasta un cinco por ciento de este material y en las exigentes hasta un tres por ciento, pero si existe menos del pasa 200 mejor la mezcla.
Formulas a Utilizar
• % Finos = W antes de lavar – W después de lavar W antes de lavar
1.2.3. Desgaste de los ángeles.
Este método consiste en ensayar agregados gruesos de tamaños menores de 1 ½ ˝, por resistencia de abrasión usando la maquina de ensayo de los ángeles.
Formulas a Utilizar
• % desgaste de los ángeles = W total – W tamiz #12 x 100 W total
1.3. Peso Específico De Finos
Mediante el estudio de esta práctica se evaluara el peso del volumen absoluto de la materia sólida del agregado. Siendo este el factor que se usa para la determinación del volumen que ocupa el agregado y el concreto.
Formulas a Utilizar
• P. E = W1 _.
Wa+ W – Wp Donde:
P. E = Peso Específico
W1 = Peso de la muestra Saturada con superficie Seca Wa = Peso del picnómetro lleno con agua
•
• P. E = W . Wa+ W – Wp Donde:
P. E = Peso Específico (Saturado con superficie seca) W1 = Peso de la muestra Saturada con superficie Seca Wa = Peso del picnómetro lleno con agua
Wp = Peso del picnómetro con la muestra y el agua hasta la marca de calibración 1.4. Peso Específico De Gruesos
Este método permitirá calcular con ayuda del principio de Arquímedes y con la 2da ley de newton la cantidad en volumen que ocupará el agregado grueso en el mezclado del concreto
Formulas a Utilizar
• P. E = W1 _.
W2 – W3 Donde:
P. E = Peso Específico.
W1 = Peso en el aire de la muestra secada al horno, en gramos. W2 = Peso en el aire de la muestra Saturada con superficie Seca
W3 = Peso en el aire de la muestra Saturada, en gramos.
1.5. Peso Unitario de los agregados
Este ensayo presenta la relación peso/volumen, para determinar como se van a seleccionar y manejar los agregados. Esta relación tiene cierta influencia sobre la calidad del cemento.
• P. U = W => W recipiente . Muestra – V recipiente V V recipiente
1.5.1. Peso Unitario Suelto
Es aquel en el que se establece la relación peso/volumen dejando caer libremente desde cierta altura el agregado (5cm aproximadamente), en un recipiente de volumen conocido y estable. Este dato es importante porque permite convertir pesos en volúmenes y viceversa cuando se trabaja con agregados.
1.5.2. Peso Unitario compacto
Este proceso es parecido al del peso unitario suelto, pero compactando el material dentro del molde, este se usa en algunos métodos de diseño de mezcla como lo es el de American Concrete Institute.
Arena Piedra
P. U Suelto 1,4 – 1,5 1,5 – 1,6
P. U Compacto 1,5 – 1,7 1,6 – 1,9
1.6. Colorimetría (CCCA: Ag3 – 1976)
Este método permite detectar de una manera cualitativa, la presencia de compuestos orgánicos nocivos en arenas naturales que serán utilizadas para la preparación de morteros o concretos.
El reactivo que se utilizará para determinar la colorimetría será preparado en una solución al 3% de concentración de NaOH de la cantidad de agua a utilizar.
Esto se evalúa con una tabla de colores la cual contiene 5 intensidades que van desde un ligero color amarillo hasta una coloración oscura. El material encontrado en la arena consiste en productos de descomposición vegetal, la cual aparece en forma de humus o arcilla orgánica.
Ecuaciones
1) 600ml --- 100% X ml= --- 3%
1.7. Equivalente de Arena (MOP:E-108)
Este método permite establecer si una muestra de arena posee exceso de materiales más finos que el cedazo numero doscientos. La muestra extraída para la evaluación de este ensayo debe cuartearse en estado seco, según el método CCCA Ag. 17 y
reducirla hasta obtener, aproximadamente, quinientos gramos y finalmente se tamiza a través del cedazo numero doscientos.
Así mismo se calculara el promedio de tres resultados siempre y cuando no difieran entre ellos en más del dos por ciento. En todo caso; se rechazará aquella muestra que desvié los resultados del promedio general.
Y finalmente para comprobar si la muestra estudiada es un agregado fino idóneo para la preparación de concretos este debe ser por la norma MOP-E-108 mayor o igual al 75 por ciento, esto a lo que respecta con agregado fino y ultra fino 25 por ciento.
Formulas para los cálculos:
El equivalente de la arena se calculara con la expresión: EA =
H2 = altura de la arena dentro de la probeta, en pulgadas.
H1 = altura total de la muestra dentro de la probeta, en pulgadas. h2
h 1
MARCO METODOLÓGICO 1. Granulometría de Finos y Gruesos
Equipos.
• Balanza: Las balanzas deberán permitir lecturas con apreciación de 0,5gr. en el de caso de agregados finos y de 5gr. en el caso de agregados gruesos.
• Cedazos: Los cedazos estarán montados en marcos firmes y construidos de una manera tal que impidan la pérdida de material. Además estos deberán ser de tamaños específicos permitiendo suministrar los datos que se requieren con esa práctica.
• Horno: Debe ser capaz de mantener una temperatura uniforme de 110+5º C. Procedimientos.
• Seque la muestra en el horno a una temperatura de 110+5º C hasta peso constante.
• Por orden de tamaño de aberturas decrecientes ajuste los cedazos, desde arriba hacia abajo y coloque la muestra en el cedazo superior. Agite los cedazos a mano o por medios mecánicos durante un período de tiempo suficiente, determinado por tanteo o determinado por mediciones en la muestra de ensayo, para cumplir con el criterio de cernido establecido en el siguiente párrafo.
• Continúe el cernido hasta que durante un minuto no pase más de 1% en peso del residuo por ningún cedazo; el cernido a mano se realizara de la siguiente manera: Sostenga con una mano el cedazo, provisto de un recipiente y tapa ajustada, en
una posición ligeramente inclinada. Golpee el cedazo y muévalo hacia arriba con la otra mano unas 150 veces por minuto, girando el cedazo 1/6 de vuelta cada 25 golpes. Al determinar la suficiencia de cernido para tamaños mayores que el cedazo #4, limite el material en cedazo, a una sola capa de partículas. Si el tamaño de los cedazos ensamblados hace impractico el movimiento de cernido descrito, use cedazos de 20cm de diámetro para verificar la suficiencia del cernido.
• Si se desea la determinación exacta de la cantidad total que pesa el cedazo #200, primero ensaye la muestra de acuerdo con el Método de Ensayo para la Determinación por Lavado del Contenido de Materiales más Finos que el Cedazo #200 en Agregados Minerales. Añada el porcentaje más fino que el cedazo #200, al cernir la misma muestra seca. Después de la operación final de secado.
• Determine el peso del material retenido en cada cedazo. 2. Desgaste de los ángeles.
Equipos.
• Máquina de los ángeles: la constara de un cilindro hueco de acero de acero, cerrado en ambos extremos, con un diámetro interior 710+5mm y un largo interior de 508+5. El cilindro estará montado sobre puntas de ejes adosadas a los extremos del cilindro, pero sin penétralo y en forma tal que pueda rotar en el eje en posición horizontal con una tolerancia de 1 en 100 en su inclinación. El cilindro tendrá para introducir la muestra de ensayo. Deberá tener una tapa adecuada, a prueba de polvo, para cubrir la abertura y con medios para atornillar
de la superficie interior a menos que la paleta que este situada en forma tal que la carga no caiga sobre la tapa o la toque durante el ensayo. Se colocara una paleta desmontable de acero a lo largo de una generatriz de la superficie interior del cilindro, que se proyecte Radialmente 90+2mm hacia su interior y a todo lo largo y con un espesor tal que al sujetarlo con pernos u otros medios adecuados, se mantenga firme y rígida. La posición de la paleta será tal, que su distancia a la abertura, medida a lo largo de la circunferencia exterior del cilindro en la dirección de la rotación no sea menor de 12cm.
• Cedazos: se utilizaran aquellos que cumplan con las especificaciones para cedazos de ensayo (CCCA: Eq2 y COVENIN 254).
• Balanza: La balanza deberá permitir lecturas con apreciación de un gramo.
• Carga abrasiva: Consistirá en esferas de acero, de aproximadamente 4,7cm de diámetro y cada una con un peso entre 390gr. y 445gr.
Procedimiento
• Escoja el tipo de gradación que más se adapte a la del agregado por ensayar, y conforme la muestra de acuerdo con los pesos indicados en las gradaciones de la muestra de ensayo.
• Coloque el numero de esferas correspondientes dentro de la maquina de los ángeles y luego introduzca la muestra de ensayo.
• Encienda la maquina y déjela rotara un velocidad de 30 a 33 r.p.m durante 500 revoluciones.
• Después de las revoluciones, descargue el material sobre una bandeja y haga un cernido preliminar a través de un tamiz mayor que #12. Utilizando el método manual de cernido descrito en el método CCCA Ag.2, haga el cernido por el tamiz #12. Pese todo el material que ha quedado retenido en éste con apreciación de un gramo.
3. Peso especifico de finos Equipos
• Balanza: Será necesario que tenga una capacidad de medición 1kg o más, con una sensibilidad de 0,1g o menos y con una exactitud de 0,1% de la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de carga de 100g deberá de hacer una exactitud de 0,1g para una diferencia entre lecturas.
• Picnómetros: Un matraz u otro recipiente adecuado en el cual se pueda introducir fácilmente la muestra de ensayo de agregado fino y en el cual se puede reproducir el volumen contenido con aproximación de +0,1 cm 3. El volumen del recipiente lleno hasta la marca deberá ser por lo menos 50% mayor que el espacio que ocupa la muestra de ensayo. Es satisfactorio el uso de un frasco volumétrico de 500cm3 de capacidad o un jarro provisto de un picnómetro, cuando se tome una muestra de ensayo de 500g en el caso de la mayoría de los agregados finos.
• Molde: Metálico de forma tronco-cónica de 38mm de diámetro en la parte superior, 89mm de diámetro en la parte inferior y 74mm de altura, siendo metal de un espesor mínimo, calibre 20 (aproximadamente 0,9mm).
• Compactador: Metálico de 340+15g de peso y con una cara compactadora plana y circular de 25+3mm de diámetro.
Procedimiento
• De inmediato introduzca en el picnómetro una muestra de aproximadamente 500g (también podrá usarse una cantidad distinta a los 500g, no menor a los 50g, pero se tendrá que reducir proporcionalmente los límites de exactitud en las pesadas y las mediciones) del agregado saturado con superficie seca, preparado según la preparación de la muestra y llénelo con agua aproximadamente el 90% de su capacidad. Ruede el picnómetro sobre una superficie plana, agítelo o inviértalo para eliminar todas las burbujas de aire. Ajuste su temperatura hasta 23+1,5º C, si es necesario, sumérjalo en agua en circulación y lleve el nivel del agua en el picnómetro hasta su capacidad de calibración. Determine el peso total del picnómetro con la muestra y el agua. Determine éste y todos los demás con aproximación de 0,1g.
• Saque el agregado fino del picnómetro, séquelo hasta peso constante a una temperatura comprendida entre 100 y 110º C, déjelo enfriar hasta temperatura ambiente durante 30 a 90 minutos y péselo.
• Determine el peso del picnómetro lleno con agua hasta su capacidad de calibración a una temperatura de 23+2,5º C.
4. Peso especifico de gruesos Equipos
• Balanza: Con capacidad de 5kg o más y con sensibilidad de 0,5g o menos y con una exactitud de 0,1% de la carga de ensayo. Dentro de cualquier rango de carga de 500g deberá haber una exactitud de 0,5g para una diferencia entre lecturas.
• Recipiente para la Muestra: Una cesta de alambres Nº 6 o más finos, o un balde con un ancho o una altura aproximadamente iguales y con capacidad de 4000 a 7000cm3.
• Dispositivos adecuados para suspender el recipiente para la muestra en agua, desde el centro del platillo de la balanza.
Procedimiento
• Después de un lavado completo para eliminar el polvo y otras impurezas superficiales de las partículas, saque la muestra hasta peso constante a una temperatura comprendida entre 100 y 110º C; déjese enfriar a temperatura ambiente durante 1 a 3 horas y luego sumérjala en agua a temperatura ambiente durante un período de 24+4 horas.
• Seque la muestra de agua y hágala roda sobre un paño grande absorbente hasta hacer desaparecer toda película de agua visible. Seque separadamente las partículas más grandes. Tenga cuidado en evitar la evaporación del agua en los poros del agregado, durante la operación del secado de la superficie. Obtenga el peso de la muestra bajo la condición de saturación con superficie seca. Determine éste y todos los demás pesos con aproximación de 0,5g.
• Después de pesar coloque de inmediato la muestra saturada con superficie seca en el recipiente y determine su peso en agua a una temperatura de 23+1,5º C. Antes de pesar, tome precauciones para eliminar todo el aire atrapado, agitando el recipiente mientras está sumergido.
• Seque la muestra hasta peso constante a una temperatura comprendida entre 100 y 110º C, deje el aire a temperatura ambiente durante 1 a 3 horas y pésela. 5. Peso Unitario.
5.1. Peso unitario Suelto. Equipos
• Balanza: Deberá permitir lecturas con exactitud de 0,3% del peso leído en cualquier punto de su rango de uso. Se considera que el rango de uso comprende desde el peso del recipiente vacío hasta el peso del recipiente más su contenido, asumiendo un peso unitario promedio de 1600Kg/m3.
• Barra compactadora: Recta de acero, de 16mm (5/8”) de diámetro, de aproximadamente 60cm de longitud y punta semiesférica.
• Recipiente: Cilíndrico de metal, preferiblemente con asas. Deberá se hermético, con tapa y fondo firmes y parejos, con precisión en sus dimensiones interiores y suficientemente rígido para mantener su forma al ser maltratado. El borde superior deberá ser liso, plano con exactitud de 0,25mm y paralelo al fondo con una exactitud de 0,5º (Nota1). Los dos recipientes mayores, indicados en la Tabla 1 deberán estar reforzados con una banda metálica alrededor de la parte superior para obtener un espesor total de pared, no menor de 5mm en los 40mm superiores. La capacidad y dimensiones del recipiente deberán cumplir con los requisitos indicados en la Tabla A.
Tabla A – Dimensiones de los recipientes
Capacida d (litros) Diámetro interior (mm) Altura interior (mm)
Espesor mínimo del metal (mm)
Tamaño máximo nominal del agregado
Fondo Pared Pulg mm
3 155 + 2 106 + 2 5,0 2,5 ½ 12,5
10 205 + 2 305 + 2 5,0 2,5 1 25
15 255 + 2 295 + 2 5,0 3,0 1½ 40
30 355 + 2 305 + 2 5,0 3,0 4 100
Procedimiento
Procedimiento con Pala - El procedimiento con pala se aplicará a agregados que tengan un tamaño máximo no mayor de 100mm o menos
• El recipiente se llenará con una pala hasta rebosar, descargando el agregado desde una altura no mayor de 5cm por encima de la parte superior del recipiente. Se deberán tomar precauciones para impedir en lo posible la
segregación de las partículas. El agregado sobrante se desechará con una reglilla.
• Se determinará el peso neto del agregado en el recipiente con exactitud de 0,1%; luego se obtendrá el peso unitario suelto del agregado multiplicando el peso neto por el factor de calibración calculado.
5.2. Peso unitario Compacto. Equipos
• Balanza: Deberá permitir lecturas con exactitud de 0,3% del peso leído en cualquier punto de su rango de uso. Se considera que el rango de uso comprende desde el peso del recipiente vacío hasta el peso del recipiente más su contenido, asumiendo un peso unitario promedio de 1600Kg/m3.
• Barra compactadora: Recta de acero, de 16mm (5/8”) de diámetro, de aproximadamente 60cm de longitud y punta semiesférica.
• Recipiente: Cilíndrico de metal, preferiblemente con asas. Deberá se hermético, con tapa y fondo firmes y parejos, con precisión en sus dimensiones interiores y suficientemente rígido para mantener su forma al ser maltratado. El borde superior deberá ser liso, plano con exactitud de 0,25mm y paralelo al fondo con una exactitud de 0,5º (Nota1). Los dos recipientes mayores, indicados en la Tabla 1 deberán estar reforzados con una banda metálica alrededor de la parte superior para obtener un espesor total de pared,
no menor de 5mm en los 40mm superiores. La capacidad y dimensiones del recipiente deberán cumplir con los requisitos indicados en la Tabla A.
Tabla A – Dimensiones de los recipientes
Capacida d (litros) Diámetro interior (mm) Altura interior (mm)
Espesor mínimo del metal (mm)
Tamaño máximo nominal del agregado
Fondo Pared Pulg mm
3 155 + 2 106 + 2 5,0 2,5 ½ 12,5
10 205 + 2 305 + 2 5,0 2,5 1 25
15 255 + 2 295 + 2 5,0 3,0 1½ 40
30 355 + 2 305 + 2 5,0 3,0 4 100
Procedimientos
Procedimiento utilizado la Barra Compactadora - La barra compactadora se utilizará con agregados que tengan un tamaño máximo no mayor de 40mm.
• Se llenará la tercera parte del recipiente y se nivelará la superficie con la mano. Se compactará la masa con la barra compactadora, mediante 25 golpes distribuidos uniformemente sobre la superficie. Se llenara hasta las dos terceras partes del recipiente y de nuevo se compactará con 25 golpes como antes. Luego se llenará el recipiente hasta rebosar, golpeándolo 25 veces con la barra compactadora. Nivele con la mano la superficie del agregado o con un rasero de modo que las partes sobrantes de la pieza mayores del agregado grueso, compensen aproximadamente los vacíos mayores en la superficie que se halla por debajo de la parte superior del recipiente.
• Se determinará el peso neto del agregado en el recipiente con exactitud de 0,1%; luego se obtendrá el peso unitario compacto del agregado multiplicando el peso neto por el factor de calibración calculado.
Procedimiento de Percusión - El procedimiento de percusión se aplicará a agregados que tengan un tamaño máximo mayor de 40mm, pero no mayor de 100mm.
• El recipiente se llenará en tres capas aproximadamente iguales. Cada capa se compactará colocando el recipiente sobre un piso firme como por ejemplo un piso de concreto y levantando alternativamente extremos opuestos de la base a unos 5cm del piso, para luego dejarlo caer en forma tal que dé un golpe. Por medio de este procedimiento, las partículas de agregado se acomodarán de modo compacto. Cada capa compactará, dejando caer el recipiente 50 veces en la forma descrita, 25 veces de cada extremo. El agregado sobrante se desechará con una reglilla.
• Se determinará el peso neto del agregado en el recipiente con exactitud de 0,1%; luego se obtendrá el peso unitario compacto del agregado multiplicando el peso neto por el factor de calibración calculado según lo descrito en el último párrafo de calibración del recipiente.
6. Colorimetría Equipos.
• Cuarteador de agregado fino.
• Frascos de vidrio: Se necesitarán dos frascos de vidrio claro, ovalados, graduados, con tapones de goma y de aproximadamente 350cm3.
Procedimiento.
• Llene un cilindro de vidrio hasta un tercio de su altura con la muestra de arena.
• Añada la solución de hidróxido de sodio en el cilindro hasta alcanzar las dos terceras partas del cilindro, tomando en cuenta el volumen de solución y el del la muestra.
• Tape el cilindro con el tapón de goma. Tómelo entre las dos manos y agítelo con un movimiento horizontal, durante 30 segundos, de izquierda a derecha. Deje reposar la muestra durante 24 horas después de la agitación.
• Al cabo de ese tiempo compare el color de la sustancia que sobrenade la muestra con los colores de la escala de Garner.
7. Equivalente de Arena. Equipos.
• Equipo estándar de equivalente de arena formado por tres cilindros graduados o probetas de quince pulgadas de capacidad, una barra estándar, un envase
cilíndrico, un frasco cuya capacidad sea un galón y con una manguera de goma de 3/16 provista de un irrigador y una pinza que permite el libre paso del liquido.
• Cuarteador para agregado fino.
• Cronometro que permita lecturas en décimas de segundos.
• Cuchara de albañil.
• Tamiz #4.
• Tapón de goma.
Procedimiento.
• Afloje la pinza del equipo estándar y llene las probetas hasta la marca de 4,4.
• Llene al ras el envase cilíndrico con una parte de la muestra por ensayar, y con un embudo, échela dentro de una de las probetas. Incline un poco la probeta y golpee el fondo con la palma de la mano, de tal forma que, pueda eliminar las burbujas de aire contenidas en el cilindro. Cuando observe que ya no salen burbujas deje reposar la muestra durante diez minutos. Anote la hora inicial y final del reposo.
• Después del periodo de reposo, tape la probeta con el tapón de goma y agítela, ya sea a mano o por medios mecánicos, mediante noventa ciclos en treinta segundos.
• Afloje la pinza para permitir el libre paso del líquido; destape la probeta e introduzca el irrigador sobre su propio eje. De vez en cuando, saque el irrigador
de una zona e introdúzcalo en otra, con la finalidad de que la muestra quede bien lavada. Saque el irrigador, suave y que este por encima de dicha marca y complete el nivel del liquido. Deje reposar, la muestra por veinte minutos. Anote la hora inicial y final del reposo.
• Después del periodo de reposo, lea directamente en la probeta la altura total de la muestra; posteriormente, introduzca cuidadosamente la barra estándar dentro de la probeta; deje que esta se asiente por su propio peso y luego, haga la lectura del nivel de arena en la probeta.
• Realice este mismo procedimiento con las restantes. Este se puede hacer, simultáneamente, si se deja un tiempo de más o menos seis minutos entre cada probeta para la adicción del material.
TRATAMIENTO DE DATOS 1. Granulometría
Procedimiento.
En primen lugar se pesó 700gr de arena y 10 kilogramos las cuales es utilizaron para tamizarlos (cada material por separado). Para la piedra se utilizaron los tamices desde 1″ hasta Nº 4 y para la arena de 3/8″ hasta Nº 4 (cabe destacar que por el tamaño de la tamizadora, al momento de tamizar el agregado fino los tamices Nº 50 hasta Nº 200 no se tamizaron por medios mecánicos si no que se agito con la manos); luego se tamizaron al mismo tiempo y por separado por un tiempo de 2 minutos, al tamizar los agregados se obtuvieron los siguientes resultados:
Agregado
Fino Agregado grueso
Tamiz No. peso retenido porcentaje retenido porcentaje más grueso porcentaje más fino peso retenido porcentaje retenido porcentaje más grueso porcentaje más fino 3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1 1/4" 1 " 1013,2 10,13 10,13 89,87 3/4" 4158,35 41,58 51,71 48,29 1/2" 4140,35 41,4 93,11 6,89 3/8" 11,2 1,6 1,6 98,4 656,8 6,57 99,68 0,32 1/4" 30,8 9,4 6 94 28,4 0,28 99,6 0,04 No.4 206,4 29,56 36,56 64,94 2,9 0,04 100 0 No.8 140,5 20,07 55,63 44,37 No.16 110,7 15,81 71,44 28,56 No.30 102,2 14,6 86,04 13,96 No.50 63,9 9,13 95,17 4,83 No.100 27 3,86 99,07 73 No.200 6,8 0,97 100 0
Para obtener los resultados, del porcentaje retenido, porcentaje más grueso y porcentaje mas fino en la tabla señalada anteriormente se realizaron las siguientes fórmulas:
• %Retenido = W retenido x 100 W total
• %Retenido = 1013,2 x.100=10,13 10000
• % Más Grueso =
ε
acumulada del % retenido• % Más Grueso = 10,13+41,58=51,71
• % Más Fino = 100% - % más grueso
• % Más Fino = 100-10,13=89,37
Luego de obtener los resultados, se realizó la gráfica de la curva granulométrica la cual se para graficarla se siguieron los siguientes pasos:
1. Se graficó los limites granulométricos de la arena y de la piedra según e tamaño máximo de cada material.
2. se gráfico los porcentajes mas fino en cuanto a el tamaño en abertura de cada material
3. Se concluyo que tanto la arena como la piedra utilizadas en el ensayo tienden a ser más gruesas, debido a que las gráficas de dichos materiales salen por la derecha de los límites granulométricos.
Además de graficar la curva granulométrica de cada material, se realizó la determinación de la relación Arena- agregados a través de la grafica del porcentaje del Beta, la cual para su realización se ejecuto los siguientes pasos:
1. Se busco el tamaño máximo del agregado grueso
2. Con la tabla de los límites granulométricos en función al tamaño máximo del agregado grueso, se graficaron dichos límites.
3. Se grafico el porcentaje mas fino de los dos agregados (fino y grueso) sobre los límites.
4. Luego se calculo gráficamente el Beta, pasando dos líneas verticales sobre los puntos más externos de los porcentajes mas fino de la arena y piedra. 5. Finalmente se calculó cuantitativamente el Beta a través de la fórmula: B= B mayor- B menor
2 B= 67 + 63 = 65% 2
Lo que da a concluir que el Beta está en el rango 67-63, lo cual el Beta es de 65% indicando que la arena es mayor que la piedra debido a que según Norma Covenin 255 si Beta es > 50%, la arena > la piedra.
2. Desgastes de los Ángeles
Primero: Se halló el tamaño máximo de la piedra el cual fue de 1”.Luego se pesó 5000gr entre los cuales fueron 1250gr del tamiz #1, 1250gr del tamiz ¾”, 1250gr del tamiz ½” y 1250gr del tamiz 3/8.
Segundo: Los 5000grde piedra se introdujo en la máquina de los Ángeles junto a las 12 esferas, durante 15 minutos con una velocidad de 30 a 50 r.p.m.
Inmediatamente de haber pasado los 15 minutos se sacó la muestra de la máquina que luego se tamizo por el tamiz #12, pesando el porcentaje retenido en el tamiz mencionado.
Tercero: Se calculó el % Desgastes a través de la fórmula: % desgastes= W total- W retenido tamiz·#12 x 100
W total
Con el resultado obtenido se concluyó que el material grueso, utilizado tanto en la tamización como en el desgaste de los ángeles, es aceptable debido a que por Norma (CCCA Ag 13) el desgaste debe de ser menor o igual al 50%.
3. Determinación por lavado del contenido de materiales más finos que el cedazo #200. CCCA: Ag 5(1968)
Tomando 500gr de muestra esta se sometió al lavado a través de 2 tamices el #16 se usa para que el #200 no se maltrate con el material que pueda ser muy grueso.
Luego del lavado se toma toda la muestra retenida en los dos tamices y se recolecta en una tara por medio del lavado y seguidamente se lleva el material al horno.
Después de sacar el material del horno se pesa y sacamos la diferencia del material que se tenía inicialmente con respecto al final y se obtiene así el % de finos. 4. Peso Específico del Agregado Fino (CCCA: Ag. 15)
Se sumergió cierta cantidad de arena en agua para luego secarla por medios mecánicos hasta obtener una condición seca sobre superficie saturada; esta condición se determino tomando cantidades de muestra en varios intervalos de tiempo se tomo un molde cónico que se lleno con la mezcla y esto se compacto suavemente 25 veces luego se retira el molde y se alcanzara una condición seca sobre superficie saturada cuando al quitar el molde verticalmente se derrumbe ligeramente al agregado.
Al obtener esta condición seca sobre superficie saturada se tomaron dos picnómetros que fueron llenados con un dedo de muestra para tomar su peso y a continuación se agrego agua hasta la marca de referencia e igualmente se tomo su pesaje. Seguidamente estas muestras se vaciaron en taras que fueron llevadas al horno para determinar el peso del agregado seco.
NOTA: En las normas CCCA: Ag 15 (1968) se especifica que el picnómetro debe ser llenado con 500,0gr de muestra aproximadamente; pero en el laboratorio al llevar a cabo este ensayo se agrego un dedo de la mezcla y tomando como referencia el peso son estre 80 y 90gr.
A continuación se grafica la tabla de recolección de datos con la que se trabajo en el ensayo de peso especifico del agregado fino:
M1 M2
peso picnometro vacio 104,8 108,2 gr
pesop picnómetro con agua hasta la marca de referencia 354 357,6 gr
temperatura de ensayo 23 23 ºC
peso picnómetro con muestra saturada con superficie seca 196,3 191,5 gr
peso de la muestra saturada con superficie seca 91,5 83,3 gr
peso picnómetro con muestra(s.s.s) y agua hasta la marca referencia 410,5 409 gr
peso de la tara 197,6 192,1 gr
peso de la tara con la muestra seca 483,6 464 gr
peso de la muestra seca 88,4 79,8 gr
peso del volumen de agua desalojada (volumen real de la muestra) 35 31,9 gr
PESO ESPECIFICO 2,53 2,5 gr
PESO ESPECIFICO S.S.S 2,65 2,61 gr
PESO ESPECIFICO APARENTE 2,77 2,8 gr
ABSORCIÓN 3,5 4,38 %
5. Peso Específico del Agregado Grueso (CCCA: Ag 16)
Se tomaron dos muestras de agregado grueso que fueron lavadas para retirar las impurezas o polvo que ese hayan en la superficie de la piedras; luego fueron llevadas al horno a una temperatura constante hasta secarlas por completo, seguidamente se dejan reposar de 1 a 3 horas hasta alcanzar una temperatura ambiente y luego se sumergen en agua en agua durante 24 horas.
NOTA: Cabe destacar que los procedimientos descritos anteriormente no los llevamos a cabo nosotros por falta de tiempo, al llegar al laboratorio ya los profesores habían preparado la muestra hasta este paso.
Al sacar las piedras del agua después de 24 horas sumergidas se seco la superficie para luego tomar su peso en el aire en condición seca sobre superficie saturada, a continuación también tomamos el peso de las muestras pero en el agua con la balanza hidrostática y seguidamente la muestra fue llevada al horno para obtener un peso seco final.
M1 M2
temperatura del ensayo 23 23 ºc
peso en el aire de la muestra saturado con superficie seca 289,8 195,4 gr
Peso en el agua de la muestra saturada con superficie seca 180,4
121,
2 gr
Peso de agua desalojada (volumne real de la muestra) 109,4 74,2 gr
Densidad de agua de la temperaturta del ensayo 1 1 gr/cm³
Peso de la tara 197,6
197,
6 gr
Peso de la tara con la muestra seca 485 390,4 gr
Pesoi de la muestra seca 289,4
192,
8 gr
PESO ESPECÍFICO 2,63 2,6 gr
PESO ESPECIFICO S.S.S 2,65 2,63 gr
PESO ESPECIFICO APARENTE 2,69 2,63 gr
ABSORCIOÓN 0,84 1,33 %
6. Colorimetría (CCCA: Ag3 – 1976).
Mediante la elaboración de esta práctica se logro visualizar que la arena procesada con el hidróxido de sodio presento valores de compuestos orgánicas casi invisibles, esto fue con la ayuda de la escala de Gardner, en la cual se obtuvo un color amarillento que para esta es el numero 1.
Pero previamente se cálculo la cantidad en gramos necesarios para disolverlo con el agua que se insertaría al envase, el cual fue de 18gramos.
Este valor cualitativo que se obtuvo durante este ensayo con los valores que se estipulan en la escala de Gardner contenida en la norma CCCA: Ag. 3 lograron concluir que no contenía material orgánico la muestra de agregado fino estudiada. 7. Equivalente de arena (MOP: E 108).
Los resultados que se obtuvieron mediante el ensayo con la utilización de diferentes ecuaciones, se puede visualizar en la siguiente tabla:
Hora por muestra
Actividad Tiempo 1 2
Adición y Lavado to: 9:11 9:28
Agitación y Lavado to + 10 min 9:21 9:38
Comienzo del Reposo to: 9:24 9:42
Hora de medición to + 20 min 9:44 10:02
RESULTADOS
Altura total muestra (h1) 152 mm
Altura de arena (h2) 98,5 mm
Equivalente de arena (%) 64,80%
Promedio: 65,01%
Desviación: 0,61%
Los resultados que se plasmaron en la tabla anterior basándose en la norma referente a la equivalencia de la arena MOP:-E-108 indican que debe ser mayor o igual al 75 % teniendo como valor promedio 65,01%. Mediante esto se puede visualizar a simple vista que el material fino, como lo es la arena es menor al valor patrón teniendo a su vez materiales ultra finos iguales al 34,99%. Siendo estos no aceptables para la preparación de concretos, a consecuencia, de que el material que sale del cedazo numero 200 pasa de 25 % como lo revela la norma citada anteriormente, que dice que el ultra fino debe ser igual o menor al 25 %.
Asimismo estos resultados se lograron por formulas como se mencionaron en el capitulo anterior, pero es fundamental por los menos uno de cada uno colocar la comprobación de la ejecución de cada una de esas formulas, como se señalan a continuación:
Promedio:
Desviación:
Ultra fino: 100% – 65,01% = 34,99%
8. Peso unitario de agregado.
El método de ensayo para el peso unitario no es más que la determinación de un peso compacto y uno suelto que se calcula a través de diferentes procedimientos como lo son: calibración del recipiente, determinación del peso suelto, procedimiento de percusión y determinación del peso compacto.
Procedimiento.
Para este ensayo el tipo de agregado que se utilizo fue un agregado mezclado 98,5 mm 152 mmx100 %=64,8 % 65,2 + 64,8 2 65,2 – 64,8 64,8 = 0,61%
Se procedió a llenar el recipiente de metal con el agregado hasta rebosar el mismo, y luego se enrazo con la barra compactadora de 5/8” y 60cm de longitud se llevo a pesar en la balanza; esto se realizó en dos ocasiones donde el margen de error fue menor al 1% entre muestra y muestra, lo cual es acorde con la norma CCCA: Ag10.
Muestra numero 1
Peso del recipiente mas muestra= 8408gr (es el peso obtenido de la balanza) Peso muestra= 2846gr-8408gr= 5562gr
Peso unitario = w muestra 1 Volumen recipiente Peso unitario =5562 = 1.85gr/cm3
2991 Muestra numero 2
Peso del recipiente mas muestra= 8325gr Peso muestra =8325-2846 = 5472 gr Peso unitario = w muestre2
volumen del recipiente Peso unitario =5479 = 1,83 gr/cm3 22991
El calculo del error se determino de la siguiente manera Error = peso unitario Mayor – Peso Unitario menor x 100
1,83
Luego se determino un promedio del peso unitario de la segunda muestra: P.U. promedio = 1,85 gr./cm3 + 1,83gr./cm3 = 1,84gr./cm3
2 Calculo del peso compacto:
Se procedió a llenar el recipiente de metal con el agregado utilizándose una pala, esto se realizó en tres capas, compactándose cada capa 25 veces con la barra compactadora de 5/8 ″ cada muestra se enraso con la barra compactador, luego las mismas se llenaron a la balanza a pesar. Cabe constar que el margen de error fue de 1% lo cual es acorde con la norma que se rigió para la ejecución de este ensayo CCCA: Ag 10.
Muestra Nº1:
Peso recipiente + muestra = 8350 (Peso obtenido de la balanza)
Peso muestra = 8350 gr. + 2846gr. = 5504 Peso unitario = Wmuestra1 => 5504 = 1,84
Vrecip. 2991 Muestra Nº2:
Peso unitario = Wmuestra2 => 5574 = 1,86 Vrecip. 2991
Observación:
Se puede decir que los resultados obtenidos por los operadores tanto en el peso unitario suelto como en el compacto están acorde a la norma CCCA: Ag.10 ya que esta establece que el margen de error no debe inferir en más del 1%. Realizándose una muestra que contenía un agregado grueso y fino (mezclado).
Tabla de datos.
Peso (gramos) Volumen (cm3)
2846 2991
PESO UNITARIO SUELTO
Tipo de
Agregado Muestra no.
Peso recipiente + muestra (gr) Peso muestra (gr) Peso unitario (gr/cm3) Error (%) PESO UNITARIO (gr/cm³) Combinado 1 8408 5562 1,85 1 1,85 2 8325 5479 1,83
PESO UNITARIO COMPACTO
Tipo de
Agregado Muestra no.
Peso recipiente + muestra (gr) Peso muestra (gr) Peso unitario (gr/cm3) Error (%) PESO UNITARIO (gr/cm3) Combinado 1 8350 5504 1,84 1 1,85 2 8420 5574 1,87
TABLAS DE RESULTADOS.
tabla de resultados:
Ensayos: Valores obtenidos: Valor norma: Norma:
Peso unitario y peso especifico
de Arena-Agragados
Peso especifico del agregado fino: Muestra no 1 Muestra no 2 Peso especifico: 2,53 2,5 2,5 a 2,6 Manual de concreto estructural Peso especifico sss: 2,65 2,61 Peso especifico aparente: 2,77 2,8 Absorcion: 3,5 4,38
Peso especifico del agregado grueso: Muestra no 1 Muestra no 2 Peso especifico: 2,63 2,6 2,5 a 2,6 Manual de concreto estructural Peso especifico sss: 2,65 263 Peso especifico aparente: 2,69 2,63 Absorcion: 0,84 1,33
Ensayo de peso unitario de agregados: Error% unitario(gr/cmPeso 3):
Suelto: 1 1,84 1,5 a 1,6 Manual de concreto estructural Compacto: 1 1,85 1,6 a 1,9 Granulometria Tamaño maximo: 1" Modulo de finura: 3,49 2;2,3;3;4 Manual de concreto estructural Finos(%): 5,8 <3% o <5% COVENIN 277 Beta: 65% % Desgaste de angeles 31,24 <50% COVENIN 277
Colorimetria y Equivalente de arena Equivalente de arena % 65,01 75% COVENIN 277
Colorimetria: Color no 1Escala de Garner Del color 1hasta el color
ANÁLISIS DE RESULTADOS
1. Granulometría de finos y Gruesos, % pasa 200, Desgaste de los ángeles En el ensayo de granulometría se realizó el cernido de la muestra, en donde se determinó que el tamaño máximo del agregado era 1”, el módulo de finura 3,44% y de finos 6,15%.
El porcentaje de finos que nos dio 6,15% nos da a entender que este agregado no puede ser utilizado en obras exigentes ya que aceptan máximo un 3% de ese material, ni en obras convencionales por que lo máximo es 5% (Según apuntes tomados en Teoría de Materiales de la construcción. Prof. Jesús Rojas 12-11-2007), o sea que este agregado no puede ser utilizado ya que debilita la unión con la pasta de cemento.
En la curva granulométrica ambos agregados, nos dieron por debajo de los límites, lo que da a entender que tanto arena como piedra son más gruesos que lo establecido.
En la proporción de Agregado/Arena (β ) fue de 65%, entonces la cantidad de piedra es mayor a la de la arena ya que si beta (β ) es menor al 50% la cantidad de arena es mayor a la de piedra.
En el desgaste de los ángeles los resultados obtenidos en el laboratorio arrojaron un porcentaje de desgaste de 31,34% esto quiere decir que el agregado es
bastante fuerte ya que su resistencia a la abrasión es menor que el 50% lo que nos indica que este agregado puede ser utilizado en una mezcla de concreto.
2. Peso específico de Finos y Gruesos, Peso unitario.
El peso específico del agregado fino nos dio 2,15 lo cual significa que está dentro de los valores normativos los cuales van de 2,5 a 2,7 según Porrero, Grases, Ramos y Velazco.
En el peso específico del agregado grueso se ensayaron dos muestras cuyos valores son 2,63 y 2,60 respectivamente, significa que ambos están dentro de los valores normados que van de 2,5 a 2,7 según Porrero y Otros.
El ensayo de Peso unitario de los agregados a evaluar, los cuales fueron realizados por un mismo operador, arrojaron que el margen de error fue de 1% lo cual coincide con la norma CCCA Ag10 que establece que el porcentaje de error no debe diferir de 1%
3. Equivalente de arena y colorimetría
El ensayo de equivalente de arena el porcentaje de material fino dio 65,01% y el ultrafino 35,99%, esto indica que no pueden ser utilizados para la preparación de una mezcla ya que la norma MOP: E108 indica que el material fino debe ser mayor o igual al 75% y el material ultrafino menor o igual al 25%.
En el ensayo de colorimetría se obtuvo como resultado que el agregado, aparentemente no tenía sustancias orgánicas ya que el color era el número uno de la escala de Garner, un amarillo clarito. Digo aparentemente por que la norma CCCA
Ag3 establece que lo debemos dejar reposar 24 horas después de haberlo agitado vigorosamente, y por razones de tiempo no cumplimos con ese lapso estipulado.
Mediante los diferentes ensayos estudiados anteriormente pudimos llegar al siguiente análisis:
Equivalente de arena y colorimetría se consiguieron los siguientes resultados: 1. Porcentaje equivalente de arena fue de 65,01% y el de ultra fino es de
34,49%, a lo que llagamos que no es admitido para el uso como agregado fino en una mezcla, debido a que la Norma MOP : E 108 asienta que el porcentaje equivalente de arena debe ser mayor o igual a 75% y el agregado ultra fino menor a 25%.
2. Colorimetría: En este ensayo dio el color #1 de la escala de Garner (debido a que no se espero 24 horas para evaluar su color como establece la norma CCCA Ag 3, lo cual da a analizar que la arena utilizada es aceptada ya que según la norma manifiesta que los valores normativos se encuentra entre #1 al #3.
Granulometría y desgastes de los Ángeles se obtuvo lo siguiente resultados: 1. Granulometría: al comparar este ensayo con las normas se debe tomar en
cuenta el modulo de finura y el % de finos, la curva granulométrica y el % de Beta. El módulo de finura obtenido fue 3,49 y el % fino resultó 6,15% los valores no son aceptables debido a que según la Norma CCCA Ag 5 expone que el porcentaje de finos debe ser menor al 5% ; por ota parte la curva granulométrica de el agregado
debajo de los límites granulométricos; por último el porcentaje del Beta obtenido fue 65% y según norma CCCA 255 expresa que si el beta es menor que 50% ,la arena es mayor que la piedra.
2. Desgastes de los Ángeles: se pudo analizar y comprobar que mediante CCCA Ag 13, el porcentaje que resultó de 31,24% expone que según la norma debe de ser menor ó igual al 50% por lo tanto da a concluir que el resultado es aceptable.
Peso unitario de agregados, peso especifico del agregado grueso y fino se adquirieron los siguientes resultados:
1. Peso unitario de los agregados: Estudiamos los errores del peso unitario compacto y el peso unitario suelto resulto 1%, del cual se obtuvo un resultado dentro de los límites puesto que la norma CCCA: Ag 10 establece que el porcentaje de error no debe de diferir de en más de 1%.
2. En Cuanto al peso específico del agregado grueso en las dos muestras ensayadas se encuentra entro de los valores normativos debido a que los resultados obtenidos fueron 2,63gr y 2,60 gr y la norma 268 y 269 dice que el peso específico esta entre 2,5 a 2,7gr.
3. Por último el ensayo de peso especifico del agregado fino resultó 2,51 y al compararlo con la norma este ensayo ( 268 y 269) se llegó a que el peso especifico de este material esta entre los parámetros los cuales son entre 2,5 y 2,7
Para el modelo de ensayo llamado colorimetría se utilizaron los siguientes materiales:
*60ml de H20 (agua)
*18 gr NaOH (hidróxido de sodio) *333ml agregado fino (arena)
Se obtuvo como resultado el #1 en la escala de Garner (amarillo tenue) pero es importante destacar que después de realizarse este ensayo se deben esperar 24 horas según CCCA:Ag 3 lo que no se llevo a cabo debido a que el tiempo no es suficiente, pero tal vez esperando este lapso de tiempo podría variar el color obtenido. Sin embargo basándonos en los resultados obtenidos el agregado ensayado no contiene sustancias o elementos orgánicos.
Equivalente de arena. Este método consiste en separar el material fino del ultra fino para conocer la cantidad de cada uno de ellos en una arena mezclada pasante del tamiz #4. Según MOP:E 108 el material fino debe ser mayor o igual al 75% y el material ultra fino menor o igual al 25%. En este modelo de ensayo se obtuvo un 65,01% de material fino y un 35,99% de ultra fino lo que indica que esta arena no es adecuada para la preparación de concretos o morteros.
Granulometría: En este método separamos el material en varios tipos según su tamaño pasándolo por tamices, es decir, se realiza una gradación para que así al momento de preparar una mezcla de concreto o un mortero el numero de espacios vacíos no sea significativo.
El tamaño máximo de 1”, un modulo de finura de 3,44 y un porcentaje de finos de 6,15%; este ultimo valor no es adecuado debido a que el porcentaje de finos debe ser menor al 5% según la norma CCCA: Ag 5 (1968).
Según la curva granulométrica realizada en este ensayo indico que tanto la arena como la piedra se salieron por debajo de los limites granulométricos lo que nos lleva indica que son mas gruesos ambos materiales.
En cuanto al beta esta ubicado entre 67 y 63, es decir, el beta promedio es de un 65% aproximadamente Y cuando el beta es mayor al 50% hay mas arena que piedra, es decir, en la relación arena-piedra el volumen de la arena va a estar por encima de la piedra si el beta es mayor al 50%.
Con respecto al desgaste de los Ángeles al realizar este modelo de ensayo (después del tiempo indicado en la maquina de los Ángeles y al pasar por el tamiz #12) se obtuvo un 31,24% lo que esta entre los valores normativos según CCCA: Ag 13 que menciona debe ser menor al 50%.
Para el modelo de ensayo de peso especifico del agregado grueso los valores alojados por los cálculos realizados con las cantidades obtenidas en el laboratorio fueron de 2,63gr y 2,60gr en la muestra 1 y 2 respectivamente, lo que al compararlo con la norma covenin 268 y 269 que establece que el peso especifico oscila entre 2,5 a 2,7gr.
En cuanto al peso unitario del agregado grueso en el laboratorio luego de realizar el modelo de ensayo se presento un error de 1% y al compararlo con la norma COVENIN 263-78 o con CCCA: Ag 10 se corrobora que el valor obtenido esta entre los parámetros ya que las normas mencionadas anteriormente establecen que el margen de error debe ser menor o igual al 1% si el ensayo es realizado por un mismo operador.
Finalmente para el modelo de ensayo del agregado fino (arena) luego de llevar a cabo los procedimientos y los cálculos pertinentes se obtuvo un peso especifico promedio de 2,51gr lo que nos indica que esta arena cumple con los valores normativos especificados en COVENIN 268 Y 269 que plantea que el peso especifico de un agregado debe estar entre 2,5gr y 2,7gr.
unitario de los agregados se obtuvo una serie de resultados los cuales se verificaron si los mismos están entre los valores establecidos en las normas que rigen a cada ensayo. Al compararlos se obtuvo que el agregado grueso y el agregado fino son aceptables para utilizarlos en una mezcla de mortero o de concreto.
>Al realizar el ensayo de equivalente de arena y colorimetría se consiguió los siguientes resultados:
3. Porcentaje equivalente de arena fue de 65,01% lo cual se puede inducir que el agregado ultra fino es de 34,49%, por lo tanto no es admitido para el uso como agregado fino en una mezcla, debido a que la Norma MOP : E 108 asienta que el porcentaje equivalente de arena debe ser mayor o igual a 75% y el agregado ultra fino menor a 25%.
4. Colorimetría: El ensayo correspondió con el color #1 de la escala de Garner (debido a que no se espero 24 horas para evaluar su color como establece la norma CCCA Ag 3, lo cual da a analizar que la arena utilizada en este ensayo es aceptada ya que según norma manifiesta que los valores normativos se encuentra entre #1 al #3.
>Al ejecutar el ensayo de granulometría y desgastes de los Ángeles se obtuvo lo siguiente:
3. Granulometría: al comparar este ensayo con las normas se debe tomar en cuenta el modulo de finura y el % de finos, la curva granulométrica y el % de Beta. En cuanto al módulo de finura el resultado obtenido fue 3,49 y el % fino resultó 6,15% este valor no es adecuado debido a que según la Norma CCCA Ag 5 expone que el porcentaje de finos debe ser menor al 5% ; otro punto a evaluar es la curva
como el fino tienden a ser mas grueso debido a que la gráfica se sale por la derecha de los límites granulométricos; por último el porcentaje del Beta obtenido fue 65% lo que da a considerar que la arena es menor que la piedra debido a que la norma CCCA 255 expresa que si el beta es menor que 50% por consiguiente la arena es mayor a la piedra.
4. Desgastes de los Ángeles: el resultado a evaluar y comparar con la norma CCCA Ag 13, es el porcentaje que resultó 31,24% y según norma expone que debe de ser menor ó igual al 50% por lo tanto da a concluir que el resultado es aceptable. >Al elaborar los ensayos de peso unitario de agregados, peso especifico del agregado grueso y fino se adquirieron los siguientes resultados:
1.Peso unitario de los agregados: al evaluar los errores del peso unitario compacto y el peso unitario suelto resulto 1%, del cual se puede inferir que el resultado está dentro de los límites puesto que la norma CCCA: Ag 10 establece que el porcentaje de error no debe de diferir de en más de 1%.
2. En Cuanto al peso específico del agregado grueso en las dos muestras ensayadas se encuentra entro de los valores normativos debido a que los resultados obtenidos fueron 2,63gr y 2,60 gr y la norma Covenin 268 y 269 establece que el peso específico ondea entre 2,5 a 2,7gr.
3. Por último el ensayo de peso especifico del agregado fino resultó 2,51 y al compararlo con la norma que rige este ensayo (covenin 268 y 269) se llegó a que el peso especifico de este material esta entre los parámetros los cuales son entre 2,5 y 2,7.
Según el método de ensayo de colorimetría, se puede decir que se obtuvo como resultado el color Nº 1 ( el amarillo numero 1 de la escala de Garner), una cantidad de material orgánico tolerable; cabe destacar que esto no es exacto, ya que por razones de tiempo se espero un lapso de dos horas, cuando la norma establece que se debe esperar 24 horas, si se hubiese esperado el lapso estipulado por la norma CCCA Ag3, se obtendría un color más oscuro que corresponde al número 2 de la escala de Garner, se llegaría a esta resultado por que el lugar donde está la muestra no permite su deterioro, (laboratorio de materiales).
En la ejecución del ensayo de equivalente de arena, de obtuvo el valor de 65,01% se puede decir que el agregado más fino es de 34,99%, donde la cantidad de arena no es aceptable para la preparación de mortero y concreto, porque la norma establece que el equivalente de arena debe ser mayor o igual al 75% y el agregado más fino debe ser menor o igual a un 25% ( MOP E108).
En el método de ensayo de granulometría, se evaluaron varios aspectos importantes entre ellos: La tabla granulométrica, el lavado de las piedras, curvas granulométricas y el beta.
1. En la tabla granulométrica se calculó el porcentaje retenido, el porcentaje más grueso, el porcentaje más fino, el modulo de finura (3.49) y el tamaño máximo (1 pulgada), donde cabe destacar que al realizar el cálculo de modulo de finura la arena no se encuentra en los valores acordes según Porrero, porque este indica que debe ser menor o igual a 3
.
2. Al realizar este ensayo se tomo 10 Kgrs de piedra, pero la norma establece que para una pulgada se debe utilizar 20 Kgrs, pero por cuestiones de manejo de aparatos
3. Para el lavado de arena se obtuvo un porcentaje de 6,15, resultados que está por encima del valor límite que debe ser menor al 5% según la norma CCCA Ag5.
4. En la curva granulométrica se pudo observar que tanto el agregado grueso como el fino se salieron por debajo de los límites, queriendo esto decir que la piedra tienda a ser más gruesa al igual que la arena.
5. En el cálculo del beta se observo que la arena era mayor que la piedra mediante, la siguiente relación:
B > 50%; arena > piedra, donde el beta tuvo un promedio del 65% entre el rango (63-67), cabe acotar que la norma que rige este ensayo es COVENIN 255
Según el método de ensayo de desgate de los “Ángeles” los resultados obtenidos en el laboratorio son bastantes óptimos en la resistencia al desgaste del agregado, se puede decir que este agregado es apto para la realización de una mezcla de concreto, ya que este arrojo como resultado un 31,34% y la norma CCCA Ag13 establece que debe ser meno o igual al 50%.
En el método de ensayo para el cálculo de peso unitario los resultados obtenidos están acordes con la norma ya que tanto en el peso compacto como en el suelto el margen de error fue de 1%, valor establecido por la norma COVENIN 263-78 y CCCA Ag10.
Según el cálculo en el modelo de ensayo del peso especifico, se pudieron observar los siguientes valores: para el peso especifico del agregado grueso las dos muestras ensayadas arrojaron un producto que se encuentran dentro de los resultados normativos, donde la muestra número 1 es igual a 2.63 grs, y la muestra numero 2 a
2,60grs, Este cálculo coincide con lo que dice la norma COVENIN 268-269, que afirman que el peso especifico del agregado grueso oscila entre 2.5grs, a 2,7grs. Para el peso especifico del agregado fino los resultados están dentro de los valores normados, COVENIN 268-269, ya que para este agregado el peso especifico se halló dentro del siguiente rango (2,5 a 2,7grs), se puede acotar que los valores de las muestras en un promedio son de 2.5 gramos .
Puede observarse que mediante los ensayos realizados en el laboratorio un buen porcentaje de los resultados obtenidos se encuentran dentro de los valores normados, esto quiere decir que el agregado grueso y el agregado fino son óptimos para la elaboración de mezcla de mortero y concreto.
Los resultados que fueron visualizados en estas practicas permitieron lograr comparar esas cantidades numéricas con de observación con los valores normativos que están plasmados en las diversas normas. Con ellas se semejaron y se diferenciaron los ensayos ejecutados, esos criterios a continuación se mencionan:
Colorimetría: Al proceder con esta práctica se procesaron resultados tales que permitieron indicar al compararla con la norma CCCA: Ag.3 o COVENIN 256-77 que la cantidad presentada de compuestos orgánicos en la arena fue admitible. Debido a que con el aparato que indica la norma, el aparato de colores de Grander, el color que presento la sustancia liquida es tal que no se visualizaron materiales orgánicos.
De modo similar, se observo que el lazo que duro el cilindro con la arena y la sustancia liquida mezclada fue muy corto comparado con el de la norma que es de 24
embargo, teniendo en cuenta la procedencia de la muestra ha estudiar se puede considerar que la arena no debió de conservar material vegetal o animal. Pero para obras convencionales u otras se debe esperar el tiempo requerido, ya que, se desconoce el lugar donde se almaceno ese material fino.
Equivalente de arena: El producto que se midió mediante la práctica que describe la norma MOP: E-108 comparados con los valores de esta norma permitieron indicar las semejanzas y los factores que no se tomaron en cuenta como se indica a continuación:
Los valores que se consiguieron en el ensayo haciendo semejanza con la norma fueron contrarios a estos, como material fino se obtuvo 65,01% siendo menor al 75% y material ultra fino 34,99% mayor al 25%. En consecuencia, la arena contenía un exceso de material mas fino que el cedazo o tamiz numero 200. Teniendo el ultra fino 9,99% más que el agregado fino.
Granulometría: La elaboración de este ensayo permitió determinar la curva granulométrica, el beta y el desgaste de los ángeles, por mencionar algunos. Esto se logro mediante algunas de las instrucciones indicadas en la norma CCCA Ag:2. Logrando comparar los datos obtenidos con las diversas normas que rige cada ensayo como se menciona en los siguientes enunciados:
• Los valores obtenidos con respecto al modulo de finura al simularse con lo indicado por Porrero y otros (2004) en su libro Manual del Concreto Estructural debe estar entre los valores 2,3 a 3,1. teniendo como resultado igual a 3,49%. Asiendo similitud con lo anterior se tiene una arena muy gruesa sobresaliendo de esas cantidades.
• El porcentaje de finos comparados con la norma CCCA: Ag.5 se tiene que esta se encuentra elevada teniendo 5,8% de finos. Esto se afirma por lo dicho en la norma que debe ser menor al 5%.
• Por otro lado, se evaluó la resistencia por abrasión del agregado grueso hacinado una comparación con la norma CCCA: Ag.13. Obteniendo como resultado que la muestra estudiada contenía una alta resistencia por abrasión. Debido a que se midió un valor menor al 50% como lo indica la norma antes dicha, este fue de 31,34%.
• Con respecto al tamaño máximo Porrero y otros (2004) mencionan que se denomina al tamiz que contiene el tamaño máximo de la muestra si y solo si presenta un 95% de del porcentaje más fino.
• Del mismo modo se evaluó que tan grueso o fino fueron las muestras de arena y piedra con la ayuda de la curva granulométrica siendo estos ambos gruesos, debido a que, mediante la comparación de los valores límites y los valores de porcentaje más finos se logro visualizar. Esto se afirma con lo expuesto por Porrero y otros quienes mencionan que se debe regir por esos valores límites, a consecuencia, de que han sido estudiado y comprobado experimentalmente que el concreto debe contener de los agregados esas características.
• A su vez se construyo una grafica denominada Beta para conocer la proporción arena-piedra. Teniendo como resultado que le Beta es igual a + 65%. Siendo la arena mayor que la piedra, a consecuencia de tener un Beta mayor al 50%.
Peso específico del agregado fino: Durante la determinación de los pesos referentes a esta práctica y la absorción del agregado fino se obtuvieron resultados favorables para la elaboración del concreto. Teniendo un promedio de 2,51gr./cm3 que para Porrero y otros (2004) debe estar entre 2,5 gr./cm3 -2,7 gr./cm3. Y a su vez se obtuvo un promedio de absorción igual a 3,89%.
Peso específico del agregado grueso: En el lazo que se midieron los datos que determinaron la finalización de este ensayo se lograron obtener dos características fundamentales de la piedra como lo fueron el peso especifico del agregado grueso, del cual se determino un promedio dando como resultado 2,615 gr./cm3, que para Porrero y otros (2004) debe asilar entre 2,5 gr./cm3 – 2,7 gr./cm3. Estando el peso especifico entre lo normativo. Y luego se calculo la absorción teniendo como promedio igual a 1,085%.
Peso Unitario: la evaluación del agregado mediante este ensayo se procedió mediante dos prácticas que permitieron comparar con la norma CCCA: Ag.10 el peso unitario de una muestra combinada, la cual logro resultados admisibles en ambas, como se indica a continuación:
El peso unitario suelto logro un margen de error de 1%, siendo este aceptable por lo indicado en la norma referente a esta prueba. Así mismo el peso unitario compactado tuvo la misma porcentualidad. Del mismo modo la norma COVENIN 263 indica los pesos sueltos y compactados normativos para los cuales no se refirieron; a
consecuencia de tener muestras combinadas. En otras palabras, la muestra de arena y piedra no fueron evaluadas por separado.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El estudio de agregados para concretos estructurales comunes es de suma importancia ya que estos ocupan entre el 70 y 75% del volumen de la masa endurecida; para estos estudios es fundamental realizar ciertos ensayos como los que son realizados en el laboratorio del Instituto de Tecnología “Dr. Federico Rivero Palacio” Región Capital (Granulometría de finos y gruesos, % pasa 200, Desgaste de los ángeles, peso específico de finos y grueso, peso unitario, equivalente de arena y colorimetría)
Mientras más densamente pueda empaquetarse el agregado mejor será:
• El refuerzo
• La resistencia a la intemperie
• La economía del concreto
Por eso resulta de fundamental importancia la gradación del tamaño de las partículas de los agregados, con el fin de producir este empaquetamiento compacto. También es importante que el agregado tenga buena resistencia a la intemperie y durabilidad, para esto es necesario que el agregado esté libre de impurezas (arcillas, limo o materias orgánicas) que pueden debilitar la unión con la pasta.
Estas impurezas son las que pasan a través del tamiz #200 que en obras convencionales aceptan un 5% y en las exigentes un 3%, cabe destacar que mientras menos de este material halla mejor por lo antes mencionado. Para determinar si el agregado fino es idóneo para preparación de concretos o posee excesos de material más fino del tamiz #200 se utiliza el ensayo de equivalente de arena, y para
