Ensayo de Pesos Unitarios de Agregados Gruesos y Fino PDF

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Warning: TT: undefined function: 32 Warning: TT: undefined function: 32 Estudiantes de IV ciclo de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil, UNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTAFecha de recepción: 02 de setiembre de 2020Ensayo de Pesos Unitarios de Agregados Gruesos y FinoTest of Unit Weights of ...

Description

Ensayo de Pesos Unitarios de Agregados Gruesos y Fino Test of Unit Weights of Coarse and Fine Aggregates

Aquije M, Arroyo K, Ayala P, Grimaldo F, Machaca V, Medina M, Huaytaya B, Sánchez B, Taipe V.

RESUMEN

Lo que buscamos por medio análisis del laboratorio es conocer la cantidad de materia por unidad de volumen en los agregados ya sean sueltos o compactados lo que nos permitirá hacer una correcta mezcla para preparación del concreto. Este procedimiento lo encontramos de manera detallada en la NTP 400.17.2011. Comenzaremos el análisis pesando nuestro valde de ensayo y a paca de vidrio, luego calibrando el volumen balde de ensayo llenado lo con agua, tomamos a temperatura y lo pesamos para así obtener el volumen de nuestro recipiente, para a extracción de la muestra se utiliza el método del cuarteo, extraemos la humedad y un análisis granulométrico. Seleccionaremos el método más apropiado para nuestra muestra de acuerdo si es suelto o compactado, mayor o menor a 37,5 mm sin exceder los 125 mm, en nuestro caso evaluaremos agregados grueso y fino tanto para suelto como compactado. Llenamos nuestro recipiente con nuestro agregado hasta rebosar con e cucharon de una altura q no exceda 50 mm lo nivelamos con la varilla sin hacer presión y eliminamos el excedente, pasamos a pesar. Para el compactado llenamos el recipiente en tres fases, en cada una de ellas lo llenamos a un tercio del recipiente nivelamos con los dedos, para luego apisonar con la varilla un total de 25 veces, haciendo lo mismo para los otros 2 tercios del recipiente nivelamos y lo pesamos. Obtenidos lo datos pasamos a calcular la masa por unidad de volumen de agregado.

PALABRAS CLAVES: Densidad, volumen, compactado, método de cuarteo, análisis granulométrico.

Estudiantes de IV ciclo de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil, UNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTA Fecha de recepción: 02 de setiembre de 2020 Fecha de aceptación: 09 de octubre de 2020

ABSTRACT

What we look for by means of laboratory analysis is to know the amount of matter per unit of volume in the aggregates, whether they are loose or compacted, which will allow us to make a correct mix for the preparation of the concrete. This procedure is detailed in the NTP 400.17.2011.

We will begin the analysis by weighing our test bucket and a glass bale, then calibrating the volume of the test bucket filled with water, we take it at temperature and weigh it to obtain the volume of our container. To extract the sample, we use the method of quartering, we extract the humidity and a granulometric analysis. We will select the most appropriate method for our sample according to whether it is loose or compacted, greater or less than 37.5 mm without exceeding 125 mm, in our case we will evaluate thick and thin aggregates for both loose and compacted. We fill our container with our aggregate until it overflows with a bucket of a height that does not exceed 50 mm. We level it with the rod without making pressure and we eliminate the excess, and we weigh it. For the compacting we fill the container in three phases, in each of them we fill it to a third of the container we level it with our fingers, and then we tamp with the rod a total of 25 times, doing the same for the other 2 thirds of the container we level and or weigh. Once this data is obtained, we will calculate the mass per unit of volume of aggregate.

KEYWORDS: Density, volume, compacting, cracking method, granulometric analysis.

Estudiantes de IV ciclo de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil, UNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTA Fecha de recepción: 02 de setiembre de 2020 Fecha de aceptación: 09 de octubre de 2020

1. INTRODUCCION

En el presente informe se encuentran los fundamentos e importancias del peso unitario suelto y peso unitario compacto de los agregados, mediante la realización de un ensayo con arena y grava, el cual se define como la relación entre el peso de una muestra de agregado compuesta de varias partículas y el volumen que ocupan están dentro de un recipiente de volumen conocido; así mismo el peso unitario compacto de los agregados mencionados anteriormente. Para este ensayo nos apoyaremos de las siguientes normas: NTP400.017, ASTM C29, MTC E203 siguiendo os parámetros e indicativos de la misma. Además, el ejercicio de la experiencia de laboratorio nos permite obtener el suficiente conocimiento para realizar valoraciones de implementación o extracción de los agregados, estos se implementan en canteras, laboratorios u obras civiles. Y también, conoceremos como calcular el volumen de la probeta usando como elemento el agua, sacando el volumen en m3 para así obtener unos resultados más exactos.

OBJETIVO GENERAL La presente guía de estudio tiene por objetivo definir los lineamientos técnicos para el desarrollo de las actividades en la práctica de laboratorio para el curso de Tecnología de Materiales de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Guiar al estudiante en el desarrollo de la práctica de laboratorio. • Presentar al estudiante las exigencias técnicas de acuerdo a las normas aplicables. • Sensibilizar al estudiante sobre la importancia de la experimentación en la práctica de la ingeniería civil.

El peso unitario de un agregado debe ser conocido para seleccionar las proporciones adecuadas en el diseño de mezclas de concreto.

Estudiantes de IV ciclo de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil, UNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTA Fecha de recepción: 02 de setiembre de 2020 Fecha de aceptación: 09 de octubre de 2020

2. MATERIALES Y METODOS

Bandejas metálicas

2.1 LOCALIZACION Este presente trabajo se llevó a cabo en el taller multifuncional de Ingeniería Civil de la Universidad Privada San Juan Bautista en la ciudad de Ica. Debido a las situaciones actuales de la enfermedad (Covid 19) el trabajo realizado en las instalaciones de una vivienda. Cucharones 2.2 MATERIALES Balanza electrónica para el agregado fino, se requiere una balanza con una sensibilidad de 0.1 g y una capacidad de 8 a 10 kg, para el agregado grueso una balanza con sensibilidad de 1g y una capacidad de 20 kg, balde para agregado fino y balde para agregado grueso, recipiente cilíndrico provisto de asas hermético aprueba de agua. La pared interior de balde será de superficie lisa y de superficie continua, una varilla de apisonado lisa de acero redonda de 16 mm (5/8”) de diámetro y aproximadamente 600 mm de largo, teniendo en un extremo o ambos extremos de forma redondeada tipo semiesférica con 16 mm de diámetro, bandejas metálicas y cucharones.

Varilla

Estudiantes de IV ciclo de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil, UNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTA Fecha de recepción: 02 de setiembre de 2020 Fecha de aceptación: 09 de octubre de 2020

SEGURIDAD DURANTE EL PROCESO

EL AGREGADO GRUESO: Es aquel que queda retenido en el tamiz N*4 y proviene de la desintegración de las rocas; pueda a su vez clasificarse en piedra chancada y grava. PESO UNITARIO: Es el peso de la unidad de volumen de material a granel en las condiciones de compactación y humedad es que se efectúa el ensayo, expresada en kg/m3. Se puede realizarse el ensayo sobre agregado fino y agregado grueso

2.3 METODOLOGIA El peso específico unitario, es la relación de la masa del agregado que ocupa un volumen patrón unitario entre la magnitud de este, incluyendo el volumen de vacíos propio del agregado, que ha de ir a ocupar parte de este volumen unitario patrón. Sirve para transformar pesos a volúmenes o viceversa. Existe dos valores para el peso unitario de un material granular, dependiendo el sistema que se emplee para acomodar el material; la denominación que se le dará a cada uno de ellos será; peso unitario suelto y peso unitario compactado. Por otro lado, del contenido de humedad del agregado se determina para conocer el agregado de humedad del agregado EL AGREGADO FINO: Se define el agregado que pasa el tamiz 3/8” y queda retenido en la malla N*200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas.

PESO UNITARIO SUELTO (PUS): Se determina colocando el material seco suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y a continuación se nivela a ras una carilla de 5/8”. Se usa invariablemente para la conversión de peso a volumen, es decir conocer el consumo de áridos por metro cubico PESO UNITARIO COMPACTADO (PUCC): Es cuando los granos han sido sometidos a compactación incrementando así el grado de acomodamiento de las partículas de agregado y por lo tanto el valor de la masa unitaria. CONTENIDO DE HUMEDAD: Es la cantidad de agua que contiene la muestra de agregado, al momento de efectuar la determinación de su masa. Puede estar constituida por la suma de humedad superficial y humedad contenida en sus poros. Se expresa como la relación de peso de agua y peso seco de la muestra, lo cual nos indica la cantidad de agua existe en el material.

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FORMULAS A DETERMINAR LOS CALCULOS PESO DEL AGREGADO(PA): PA=PT-PM PESO UNITARIO DEL AGREGADO(PU) PU=PA/VM DONDE: PM= Peso de molde VM= Volumen de molde PT= Peso de ( molde + agregado)

El peso específico unitario, es la relación de la masa del agregado que ocupa un volumen patrón unitario entre la magnitud de éste, incluye el volumen de vacíos propio del agregado, que ha de ir a ocupar parte de este volumen unitario patrón. El peso específico unitario, tiene idéntica definición al peso unitario simplemente, es decir, peso dividido por el volumen, pero la diferencia fundamental con el peso específico, es que el volumen es el aparente, del volumen que incluye los vacíos intergranulares, el peso no difiere. Él peso específico unitario, es el peso de la muestra sobre un volumen definido del molde, viene a ser a la vez una constante de cada material, que sirve para transformar pesos a volúmenes o viceversa, principalmente en la dosificación de hormigones.

Existen dos valores para el peso unitario de un material granular, dependiendo del sistema que se emplee para acomodar el material; la denominación que se le dará a cada uno de ellos será: Peso Unitario Suelto y Peso Unitario Compactado.

PESO UNITARIO Y VACÍOS EN AGREGADOS NORMA ASTM C 29 Podemos calibrar el recipiente de ser necesario, para esto necesitamos una placa de vidrio, un termómetro, una bomba de agua, una balanza y un recipiente cilíndrico metálico. Llenamos el recipiente con agua, cerramos lentamente con la placa de vidrio e introducimos la bomba de agua a fin de cerrar completamente el recipiente, determinamos la masa del recipiente lleno con agua, apuntamos los datos, medimos la temperatura del agua y determinamos su densidad de acuerdo a la tabla de la guía de estudio, calculamos el volumen del recipiente dividiendo la masa de agua para la densidad calculada. ASTM C29: Para esto nuestro equipo será una varilla de apisonamiento con diámetro de 16 mm y longitud de 60 cm con extremos redondeados, una cuchara metálica, regla metálica, balanza con precisión de 0.1% de la carga de ensayo, un recipiente cilíndrico metálico hermético con agarraderas, un horno capaz de mantener una temperatura uniforme 110 ± 5 °C.

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Para obtener la muestra de acuerdo con la práctica de 75 y reducir el tamaño de la muestra de ensayo conforme a la práctica C702, el tamaño de la muestra debe ser aproximadamente 125 a 200% de la cantidad requerida para llenar la medida y deberá ser manipulada detenidamente para evitar su segregación.

PROCEDIMIENTO EL MÉTODO A: VARILLADO, NORMA ASTM C29 Secar la muestra de agregados hasta masa constante preferiblemente en horno 110 ± 5 °C

penetrar la anterior, nivelamos la superficie del agregado con la mano o con la regla de metal, de tal manera que se pueda conseguir una superficie uniforme. Determinamos la masa del recipiente más el contenido, determinamos la masa del recipiente vacío y registramos con una precisión de 0.05 kg. Calculamos la densidad bulk usando el factor de calibración y calculamos el contenido de espacios con precisión de 1%.

CÁLCULOS Los datos extraídos, se procede a reemplazar las siguientes fórmulas:

Este procedimiento es aplicar los agregados con un tamaño máximo de 37.5 mm o menos.

𝑃𝑈𝑆 =

𝑉

Llenamos un tercio del volumen del recipiente y nivelamos la superficie con los dedos, varillamos 25 veces la capa con la varilla de apisonamiento de manera que los golpees estén distribuidos a lo largo de toda la superficie sin golpear al fondo. Al compactar la primera capa no se debe golpear el fondo del recipiente y en las capas consecutivas no se debe penetrar la capa anterior. Llenamos la superficie 2/3 del total y nivelamos la superficie nuevamente, varillamos con 25 golpes uniformemente sin penetrar la capa anterior. Por último, llenamos el recipiente en su totalidad de modo que exista un exceso de material, varillamos la capa nuevamente sin

𝑃𝑆

DONDE: PUS:

Peso unitario suelto (húmedo)

(kg/m3) PUSS: PS:

Peso unitario suelo seco (kg/m3) Masa del agregado condición

suelto (kg) V: %W :

volumen del balde (m3) Contenido de humedad (%)

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Peso tarro (PT) + peso agregado seco (PSC) = 95 gr.

Por último, se calcula el porcentaje de humedad de acuerdo a la siguiente formula:

%W = (PT+PSH)-(PT+PSC) X100 (PT + PSC) – PT %W = (100 - 95) X100 (95 – 30) %W = 7.69% 3. RESULTADO Y DISCUSIÓN #1

MUESTRAS #2

m3

0.002019

0.002019

0.002019

PESO DEL BALDE

kg

6.3

6.3

6.3

C

CONTENIDO HUMEDAD DE LA ARENA (%W)

%

D

PESO SUELTO DE LA ARENA + PESO DE BALDE

kg

6.8

6.8

6.8

𝑃𝑈𝑆 = 𝐶 − 𝐵/𝐴

kg

688.5

688.5

688.5

PUS (promedio)

kg

688.5

𝑃𝑈𝑆𝑆 = 𝐸/1 + 𝐶/100

kg

688.5365335

PESO COMPACTADO DE AGREGADO FINO + PESO DEL BALDE

kg

ITEM

DESCRIPCION

UND.

A

VOLUMEN DE BALDE

B

E

F

G

H

7.69

8.9 337870.0513

9.4

2.5

337870.0513

337870.0513

𝑃𝑈𝐶 = 𝐸 − 𝐵/𝐴

kg

PUC (Promedio)

kg

337870.0513

𝑃𝑈𝑆𝐶 = 𝐺/1 + 𝐶/100

kg

337870.1282

DENSIDAD RELATIVA DE LA ARENA

%

764.44

%𝑉𝐴𝐶𝐼𝑂𝑆 = 𝐻 − 𝐸/𝐻 x 100

%

9.9

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#3

AGREGADO GRUESO

PESO UNITARIO SUELTO NUMERO DE ENSAYOS

1

2

3

PESO DEL MATERIAL + MOLDE

14900

14800

14850

PESO DEL MOLDE

4500

4500

4500

PESO DEL MATERIAL SUELTO

10400

10300

10350

VALUMEN DEL MOLDE

5550

5550

5550

PESO UNITARIO SUELTO

2300

2250

2200

PROMEDIO (Kg/m3)

2250 Kg/m3

PESO UNITARIO VARILLADO (COMPACTADO)

NUMERO DE ENSAYOS

1

2

3

PESO DEL MATERIAL + MOLDE

16070

16030

15950

PESO DEL MOLDE

4500

4500

4500

PESO DEL MATERIAL SUELTO

11570

11530

11450

VOLUMEN DEL MOLDE

5550

5550

5550

PESO UNITARIO SUELTO

2450

2355

2300

PROMEDIO (Kg/m3)

2368 Kg/m3

DISCUSIÓN: Para obtener el promedio de los agregados gruesos y finos, se ha preparado 3 muestra diferentes, lo cual nos permitió obtener un promedio de 2250Kg/m3 en el peso unitario suelto, habiendo realizado el peso unitario varillado(compactado) con un promedio de 2368 Kg/m3 siendo el resultado de agregado grueso.

AGREGADO FINO

PESO UNITARIO SUELTO NUMERO DE ENSAYOS

1

2

3

PESO DEL MATERIAL + MOLDE

20070

20040

20010

PESO DEL MOLDE

7510

7510

7510

PESO DEL MATERIAL SUELTO

12560

12530

12500

VALUMEN DEL MOLDE

8560

8560

8560

PESO UNITARIO SUELTO

1250

1360

1333

PROMEDIO (Kg/m3)

1314 Kg/m3

PESO UNITARIO VARILLADO (COMPACTADO)

NUMERO DE ENSAYOS

1

2

3

PESO DEL MATERIAL + MOLDE

20420

20410

20430

PESO DEL MOLDE

7510

7510

7510

PESO DEL MATERIAL SUELTO

12910

12900

12920

VOLUMEN DEL MOLDE

8560

8560

8560

PESO UNITARIO SUELTO

1300

1320

1337

PROMEDIO (Kg/m3)

1319 Kg/m3

DISCUSIÓN: Para obtener el promedio de los agregados gruesos y finos, se ha preparado 3 muestra diferentes, lo cual nos permitió obtener un promedio de 1314Kg/m3 en el peso unitario suelto, habiendo realizado el peso unitario varillado(compactado) con un promedio de1319 Kg/m3 siendo el resultado de agregado fino.

4. CONCLUSIÓN El estudio de agregados para el diseño de concreto ordinario es muy importante, porque los agregados representan del 70% al 75% del volumen de material endurecido. Para estos estudios se deben realizar determinadas pruebas, como las detalladas en este informe Cuando desee utilizar la agregación, siempre debe investigarla para comprender sus propiedades y obtener una buena muestra. El peso específico del agregado fino que se promedió de 1314 Kg/m3 en el peso unitario suelto, habiendo realizado en el peso unitario varillado (compactado) con un promedio de 1319 Kg/m3. El peso específico del agregado grueso, según nuestra prueba, el resultado resulto 2250 Kg/m3 en el peso Unitario suelto, habiendo realizado en el peso Unitario Varillado (compactado) con promedio de 2368 Kg/m3. La prueba de peso de la unidad de compactación de agregados muestra la relación peso / volumen para determinar cómo seleccionar y manipular los agregados. Esta relación tiene un cierto impacto en la calidad del hormigón, por lo que esta prueba se realiza en nuestra práctica de laboratorio, el resultado es que se alcanza el margen aceptable indicado en la norma para la prueba, consistente con la norma NTP. RECOMENDACIONES Es important...