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UNIVERSIDAD CATOLICA SEDES SAPIENTIAE
FACULTAD DE INGENIERIA
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
INFORME DE PRACTICA DE LABORATORIO 01: GRANULOMETRIA Y PROPIEDADES FISICAS DE LOS AGREGADOS FINO Y GRUESO
ASIGNATURA: TECNOLOGIA DEL CONCRETO PROFESOR: ING. NICOLAS CHUMACERO TORRES INTEGRANTES:
ORLANDO DELGADO GUARDIA
ARTEMIO ANTUNEZ AGUIRRE
YEFFERSON SOTO GREGORIO
CICLO Y SECCION: V - 532
SEMESTRE ACADEMICO: 2013 I FECHA DE LA PRCTICA DE LABORATORIO: 02-05-2013 FECHA ENTREGA DE INFORME: 14-05-2013
LIMA PER
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
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TITULO DE PRACTICA: GRANULOMETRIA Y PROPIEDADES
FISICAS DE LOS AGREGADOS FINOS Y GRUESO
Es una gran profesin.
Es la fascinacin de contemplar cmo un
producto de la imaginacin emerge con la ayuda
de la ciencia hasta plasmarse en un plano sobre
el papel.
Luego crea empleos y hogares... eleva los
niveles de vida y se suma a las comodidades de
la existencia.
se es el alto privilegio del ingeniero.
Herbert Hoover, ingeniero, humanista y 31 Presidente de los Estados Unidos.
1) INTRODUCCION
El presente informe de la prctica de la Laboratorio N 01 referido a la
granulometra y la determinacin de algunas propiedades o caractersticas
fsicas de los agregados, tiene como finalidad presentar y exponer los aspectos
conceptuales, metodolgicos y consideraciones tcnicas empleadas en la
prctica de laboratorio realizada el 02 de mayo de 2013, en el Laboratorio de
Ensayo y Materiales de la Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad
Nacional de Ingeniera UNI.
En ese sentido expondremos y presentaremos los procedimientos, las
tcnicas, los datos y clculos realizados acompaados de las muestras
fotogrficas. Finalmente presentamos las conclusiones y recomendaciones
arribadas al trmino de la prctica de laboratorio.
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
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2) OBJETIVO
Determinar y desarrollar eficazmente la prueba y/o ensayo
granulomtrico de agregados fino y grueso.
Determinar las caractersticas y propiedades fsicas ms importantes de
los agregados como son peso especfico y porcentaje de absorcin en
agregados, el peso unitario suelto y compactado y el contenido de
humedad en agregados mediante los ensayos y tcnicas respectivos. A
fin de evaluar mejor la calidad de los agregados para la posterior
elaboracin y diseo de mezclas de concreto.
3) FUNDAMENTO TEORICO
3.1. LOS AGREGADOS O ARIDOS
Se definen a los agregados como los elementos inertes del concreto que
son aglomerados por la pasta de cemento para formar la estructura
resistente. Estos ocupan alrededor de las partes del volumen total, luego
la calidad de estos tienen importancia primordial en el producto final del
concreto.
La denominacin de inertes es relativa porque si bien no intervienen
directamente en las reacciones qumicas entre el cemento y el agua, para
producir el aglomerante o pasta de cemento, sus caractersticas afectan
notablemente el producto resultante, siendo en algunos casos importantes
como el cemento para el logro de ciertas propiedades particulares de
resistencia, conductividad, durabilidad, etc.
Estn constituidos usualmente por partculas minerales de arenisca,
granito, basalto, cuarzo o combinaciones de ellos, y sus caractersticas
fsicas y qumicas tienen influencia en prcticamente todas las propiedades
del concreto.
La distribucin volumtrica de las partculas tiene gran trascendencia en el
concreto para obtener una estructura densa y eficiente as como una
trabajabilidad adecuada. Est cientficamente demostrado que debe haber
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un ensamble casi total entre las partculas, de manera que las mas
pequeas ocupen los espacios entre las mayores y el conjunto est unido
por la pasta de cemento.
Tamao Mximo
Corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra de
agregado.
Tamao Nominal Mximo
Corresponde al menor tamiz en el cual se produce el primer retenido.
3.2. CLASIFICACION DE LOS AGRAGADOS PARA CONCRETO Segn su procedencia se clasifican en:
Agregados naturales: son los formados por los procesos
geolgicos naturales que han ocurrido en el planeta durante miles
de aos, y que son extrados, seleccionados y procesados para
optimizar su empleo en la produccin de concreto.
Agregado artificiales: provienen de un proceso de trasformacin
de materiales naturales, que proveen productos secundarios que
con un tratamiento adicional se habilitan para empelarse en la
produccin de concreto.
Segn su gradacin:
La gradacin es la distribucin volumtrica de la partculas que
como ya hemos mencionado tiene vital importancia en el concreto.
Se ha establecido convencionalmente la clasificacin en:
Agregado grueso (piedra)
Agregado fino (arena)
Todos ellos en funcin de las partculas mayores y menores de 4.75
mm (Malla Standard ASTM # 4).
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Agregado fino (arena) Agregado grueso (piedra)
Segn su densidad:
Entendiendo densidad como gravedad especfica, es decir el peso
entre el volumen de solidos referido a la densidad del agua, se
acostumbra clasificarlos en:
Normales con Ge = 2.5 a 2.75
Ligeros con Ge < 2.5
Pesados con Ge > 2.75.
Cada uno de ellos marca comportamientos diversos en relacin al
concreto, habindose establecido tcnicas y mtodos de diseo y
uso para cada caso.
3.3. CARACTERISTICAS FISICAS
En general son primordiales en los agregados las caractersticas de
densidad, resistencia, porosidad y la distribucin volumtrica de las
partculas, que se acostumbra denominar granulometra o gradacin.
Asociadas a estas caractersticas se encuentran una serie de ensayos o
pruebas standard que miden estas propiedades para compararlas con
valores de referencia establecidos o para emplearlas en el diseo de
mezclas.
Es importante para evaluar estos requerimientos el tener claros los
conceptos relativos a las siguientes caractersticas fsicas de los agregados
y sus expresiones numricas.
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A. Condiciones de Saturacin
En la figura a continuacin estn esquematizadas las condiciones de
saturacin de una partcula ideal de agregado, partiendo de la condicin
seca hasta cuando tiene humedad superficial, pudindose asimilar
visualmente los conceptos de saturacin en sus diferentes etapas.
Estados de saturacin de los agregados
B. Peso especifico
Es el cociente de dividir el peso de las partculas entre el volumen de
las mismas sin considerar los vacos entre ellas.
C. Peso Unitario
Es el resultado de dividir el peso de las partculas entre el volumen total
incluyendo los vacos. Al incluir los espacios entre partculas influye la
forma de acomodo de estos. El procedimiento para su determinacin se
encuentra normalizado en la Norma ASTM C 29 y NTP 400.017. Es un
valor til sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a
volmenes y viceversa.
Por ejemplo para un agregado grueso pesos unitarios altos significan
que quedan muy pocos huecos por llenar con arena y cemento.
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D. Porcentaje de vacos
Es la medida de volumen expresado en porcentaje de los espacios
entre las partculas de agregados, depende del acomodo de las
partculas por lo que su valor es relativo como en el caso del peso
unitario. Se evala usando la siguiente expresin recomendada por
ASTM C 29.
Donde:
S: Peso especfico de masa
W: Densidad del agua
PUC: Peso Unitario compactado seco
E. Contenido de Humedad
Es la cantidad de agua superficial retenida por la partcula, su influencia
est en la mayor o menor cantidad de agua necesaria en la mezcla se
expresa de la siguiente forma:
F. Porcentaje de absorcin
Es la capacidad de los agregados de llenar con agua los vacos al
interior de las partculas. El fenmeno se produce por capilaridad, no
legndose a llenar absolutamente los poros indicados pues siempre
queda aire atrapado.
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3.4. ANLISIS GRANULOMTRICO O ANLISIS DE TAMICES
El anlisis granulomtrico es utilizado para determinar la distribucin de
tamaos o gradacin de los agregados disponibles y conseguir la mejor
combinacin posible de acuerdo a las especificaciones del "American
Society of Testing and Materials" (ASTM). Estos agregados son arena y
piedra. La gradacin de los agregados es un factor muy importante tanto
para la mezcla de concreto como para el concreto asfltico, ya que de este
factor dependen la economa, manejabilidad y la resistencia de la mezcla.
El anlisis o prueba de tamices se lleva a cabo cerniendo los agregados a
travs de una serie de tamices enumerados. Estos tamices estn en
nmeros ascendentes, esto es, #4, #8, #16, #30, #50, #100, #200 y fondo
para agregados finos y en orden de tamao descendente 3, 1 ", 1", ",
", 3/8", #4 y fondo, para agregado grueso.
El nmero de los tamices nos indica las aperturas del tamiz por pulgada
cuadrada. Cada tamiz tiene un dimetro igual a la mitad del dimetro del
tamiz que le precede. Esta numeracin vara debido al grueso del alambre
utilizado para la malla. El uso de todos los tamices depender de la
precisin que se requiera o de las especificaciones, ya que en ocasiones
slo utilizaremos algunos de ellos.
Se conoce como agregado fino a todo aquel que pasa a travs del tamiz de
3/8" y el #4 y es retenido casi completamente en el tamiz #200. Agregado
grueso es aquel que se retiene en el tamiz #4.
Se han establecido ciertas normas y lmites tanto para el tamao de los
agregados como para su granulometra, de esta manera el ingeniero puede
seguir un gua o patrn al seleccionar la combinacin ms adecuada de sus
agregados.
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Tabla de Tamices Standard ASTM
Denominacin del Tamiz
Aberturas en Pulgadas
Aberturas en Milmetros
3 3.0000 75.0000
1 1.5000 37.0000
3/4 0.7500 19.0000
3/8 0.3750 9.5000
N 04 0.1870 4.7500
N 08 0.0937 2.3600
N 16 0.0469 1.1800
N 30 0.0234 0.5900
N 50 0.0117 0.2950
N 100 0.0059 0.1475
N 200 0.0029 0.0737
3.5. MDULO DE FINURA
Criterio Establecido en 1925 por Duff Abrams a partir de las granulometras
del material se puede intuir una fineza promedio del material utilizando la
siguiente expresin:
Este criterio se aplica tanto a la piedra como a la arena, pues es general y
sirve para caracterizar cada agregado independientemente o la mezcla de
agregados en conjunto. En el caso del agregado fino, el mdulo de finura
denota la finura relativa de la arena, se define como una centsima de la
suma de los porcientos retenidos acumulados hasta el tamiz #100 en la
prueba de tamices de la arena. Se utilizan seis tamices, el #4, #8, #16, #30,
#50 y el #100. Mientras ms pequeo sea el nmero del mdulo de finura,
ms fina ser la arena. Una arena que satisfaga las especificaciones del
ASTM para concreto debe tener valores entre 2.3 y 3.1.
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4) MATERIALES Y EQUIPO
Se utilizaron los siguientes materiales y equipamiento:
Pala o lampa
Charolas y bandejas
Arena gruesa
Piedra chancada
Vibradores elctricos o agitador mecnico de Tamices
Escobilla de ropa
Probeta graduada de 1000 ml
Balanza elctrica de precisin para agregado fino con aproximacin
a 0.1 g o 0.1% de la masa de la muestra y para agregado grueso
con aproximacin y exacta a 0.5 g o 0.1% de la masa de la muestra.
Horno elctrico capaz de medir temperatura uniforme de 110C
5C.
Balanza hidrulica
Tamices estndar ASTM que cumplan la NTP 350.001
Cronometro
Cono de revenimiento y molde cnico
Pisn metlico
Varilla de acero punta roma
Plancha de albailera
Calculadora
Moldes cilndricos para arena y piedra dimensionados
Franela
Agua.
5) PROCEDIMIENTO
Se lograron realizar dos ensayos principales, el primero de anlisis
granulomtrico y el segundo de determinacin de propiedades fsicas de los
agregados finos y gruesos.
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1) PROCEDIMIENTOS PARA EL ANLISIS DE GRANULOMETRA BASADOS EN LA NORMA TECNICA PERUANA NTP 400.012:2001 Este ensayo consiste en determinar la distribucin del tamao de las
partculas que contiene una muestra de agregado, los cuales desempean
un papel muy importante en las propiedades de los concretos que lo
contienen. As como la comparacin de sus resultados con
especificaciones estandarizadas.
1.1. Determinacin del Anlisis Granulomtrico del agregado fino (Arena).
Se obtuvo una muestra de agregado fino para ensayar.
Se procedi a mezclar la muestra con ayuda de una plancha de
albailera.
Se utiliz la tcnica del cuarteo manual, en la que se entiende el
material para luego dividirlo en 4 partes y luego se utiliza las
partes diagonales, de estas partes nuevamente se procede a
mezclar y cuartear nuevamente para sacar una muestra
representativa.
Se obtiene de esta muestra representativa y en la balanza
electrnica se pesa 500 g de arena.
Se procedi posteriormente con ayuda de la mquina de
vibracin mecnica a tamizar el agregado fino, ordenando los
tamices de forma descendente de mayor a menor tamiz.
Se introdujo el total de la muestra dentro del tamiz de mayor
dimetro y luego se encendi la maquina por espacio de 1
minuto. Los movimientos que genera la maquina facilita que
las partculas del agregado queden distribuidas en los
diferentes tamices de acuerdo con su tamao.
Luego se procedi a retirar uno a uno los tamices y a pesarlos
en la balanza y tomar nota de los datos en los formatos
facilitados por el Ing. Ral Antn y el Tcnico Montes. Se
Encontr un error de medicin de 4 gramos en defecto con
respecto al total del peso de la muestra que era de 500 gramos
lo cual no constituye mayor problema pues estamos dentro del
margen de error permisible que es de 5 gramos o 0.1% de la
muestra en peso. Este error fue compensado posteriormente en
el peso del Fondo.
Se Calcularon los porcentajes retenidos parciales,
porcentajes retenidos acumulados y porcentajes que pasan.
Finalmente se procedi a realizar los clculos respectivos para
determinar el mdulo de finura y graficar los % retenidos
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acumulados y % pasantes para determinar si el agregado sirve
para elaborar concreto.
Tabla utilizada para los clculos del agregado fino
1.2. Determinacin del Anlisis Granulomtrico del agregado grueso
(piedra).
Se obtuvo una muestra de agregado grueso para ensayar.
Se procedi a mezclar la muestra con ayuda de una pala de
albailera.
Se utiliz la tcnica del cuarteo manual, en la que se entiende el
material para luego dividirlo en 4 partes y luego se utiliza las
partes diagonales, de estas partes nuevamente se procede a
mezclar y cuartear nuevamente para sacar una muestra
representativa.
Se obtiene de esta muestra representativa y en la balanza
electrnica se pesa 5000 g de arena. Se procedi
posteriormente con ayuda de la mquina de vibracin mecnica
a tamizar el agregado grueso, ordenando los tamices de forma
descendente de mayor a menor tamiz 1, 3/4, 1/2, 3/8, 1/4,
N 4. Siendo el Tamao Mximo el dimetro de 1 y el Tamao
mximo Nominal el dimetro de 3/4. Al final se coloc una
charola para recoger el fondo. El uso de tamices anteriores
estar regido por el tamao del material a utilizar.
Se introdujo el total de la muestra dentro del tamiz de mayor
dimetro y luego se encendi la maquina por espacio de 1
minuto. Los movimientos que genera la maquina facilita que
Tamiz Peso Ret. (g)
% Peso Retenido
% Ret. Acumulado
% Pasante
3/8
N 4
N 8
N 16
N 30
N 50
N 100
FONDO
TOTAL
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
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las partculas del agregado queden distribuidas en los
diferentes tamices de acuerdo con su tamao.
Luego de procedi a retirar uno a uno los tamices procurando
no quede ningn residuo de agregado en las mallas, pesarlos
en la balanza y tomar nota de los datos en los formatos
facilitados por el Ing. Ral Antn y el Tcnico Montes. Se
Encontr un error de medicin de 4 gramos en defecto lo cual
no constituye mayor problema pues estamos dentro del margen
de error permisible que es de 5 gramos o 1% de la muestra en
peso. Este error fue compensado posteriormente en el peso del
Fondo.
Se Calcularon los porcentajes retenidos parciales,
porcentajes retenidos acumulados y porcentajes que pasan.
Finalmente se procedi a realizar los clculos respectivos para
determinar el mdulo de finura y graficar los % retenidos
acumulados y % pasantes para determinar si el agregado
grueso sirve para elaborar concreto.
Tabla utilizada para los clculos del agregado grueso
Tamiz Peso
Ret. (g) % Peso
Retenido % Ret.
Acumulado %
Pasante
3
2 1/2
2
1 1/2
1
3/4"
1/2
3/8
1/4
N 4
FONDO
TOTAL
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2) PROCEDIMIENTOS PARA LA DETERMINACION DE PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS FISICAS DE LOS AGREGADOS FINO Y GRUESO
Este ensayo consiste en determinar las propiedades y caractersticas
fsicas de los agregados que contiene una muestra, los cuales desempean
un papel muy importante en las propiedades de los concretos que lo
contienen. Este ensayo est se realiz cumpliendo la NTP 400.022.
Para esta prctica de laboratorio, las propiedades que fueron calculadas y
determinadas fueron peso especfico, porcentaje de absorcin, peso
unitario suelto, peso unitario compactado y contenido de humedad.
2.1. PESO ESPECIFICO Y PORCENTAJE DE ABSORCION
A. PROCEDIMIENTO PARA EL AGREGADO FINO:
Se obtuvo una muestra de agregado fino para ensayar.
Se procedi a mezclar la muestra con ayuda de una plancha
de albailera para uniformizarla.
Se utiliz la tcnica del cuarteo manual, en la que se
entiende el material para luego dividirlo en 4 partes y luego
se utiliza las partes diagonales, de estas partes nuevamente
se procede a mezclar y cuartear nuevamente para sacar una
muestra representativa.
Normalmente se sumerge esta muestra en un recipiente con
agua durante 24 horas y se coloca en la mesa y dejamos
reposar por 3 horas aproximadamente para que pierda la
humedad superficial Para nuestra experimentacin se nos
facilit una muestra ya saturada y que ya perdi la humedad
superficial.
Se procedi a realizar una prueba por la cual determinamos
el estado saturado superficialmente seco, la cual consisti
en colocar el material en molde cnico el cual es apisonado
con un pisn metlico con 15 golpes por capa. Se debe
poner duro y debe desmoronarse en los cantos, si esto es
as, quiere decir que la muestra de material ya se encuentra
en su estado saturado superficialmente seco. S.S.S. (aqu
se realizaron dos pruebas con diferentes muestras para
verificar este estado).
Se obtuvo de este material 500 gramos de muestra y lo
llevamos a una probeta de 1000 ml. Llenamos la probeta
con la muestra de 500 gramos y luego vaciamos agua
lentamente en un volumen de 500 ml para luego agitar la
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suspensin tratando de eliminar las burbujas generadas, de
esta se forma se dej reposar para que las partculas del
agregado se asentaran.
Se procedi a pesar la muestra del baln agua y arena
superficialmente seca.
Se retir el agua y se vaci en un recipiente pesado
previamente.
Se llev finalmente al horno por 24 horas a 110C y se
procedi a pesar la muestra para determinar el Peso seco
de la muestra y tomar nota de los datos en los formatos
facilitados por el Ing. Ral Antn y el Tcnico Montes.
Se Calcularon los pesos especficos de masa, peso
especfico de masa superficialmente seco, peso
especfico aparente y el porcentaje de absorcin.
B. PROCEDIMIENTO PARA EL AGREGADO GRUESO
Se obtuvo una muestra de agregado grueso para ensayar.
Se procedi a mezclar la muestra con ayuda de una pala de
albailera para uniformizarla.
Se utiliz la tcnica del cuarteo manual, en la que se
entiende el material para luego dividirlo en 4 partes y luego
se utiliza las partes diagonales, de estas partes nuevamente
se procede a mezclar y cuartear nuevamente para sacar una
muestra representativa.
Normalmente se sumerge esta muestra en un recipiente con
agua durante 24 horas para que el agua penetre en los
poros de la muestra y queden saturados. Para nuestra
experimentacin se nos facilit una muestra ya saturada y
que ya perdi el cual se sec superficialmente con franela
para dejarlo en estado saturado superficialmente seco
S.S.S.
Se procedi a realizar una prueba por la cual determinamos
el estado saturado superficialmente seco, la cual consisti
en colocar el material en molde cnico el cual es apisonado
con un pisn metlico con 15 golpes por capa. Se debe
poner duro y debe desmoronarse en los cantos, si esto es
as, quiere decir que la muestra de material ya se encuentra
en su estado saturado superficialmente seco. S.S.S. (aqu
se realizaron dos pruebas con diferentes muestras para
verificar este estado).
Se tom de este material superficialmente seco 3000
gramos de muestra y en una canastilla previamente pesada
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la sumergimos en agua y se tom nota del peso en la
balanza hidrulica. De esta forma se pudo determinar el
peso de la muestra saturada en agua.
Luego se retir el agua y se coloc la muestra S.S.S. en un
recipiente y se llev al horno durante 24 horas a 110C y se
procedi a pesar la muestra para determinar el Peso seco
de la muestra y tomar nota de los datos en los formatos
facilitados por el Ing. Ral Antn y el Tcnico Montes.
Se Calcularon finalmente los pesos especficos de masa,
peso especfico de masa superficialmente seco, peso
especfico aparente y el porcentaje de absorcin.
Formatos para el clculo del peso especfico y el porcentaje de absorcin Para Agregado Fino:
Peso de la arena Superficialmente Seca
Peso de la arena superficialmente seca + Peso del Baln + Peso del agua
Peso del Baln
Peso del agua W
Peso de la arena seca al horno A
Volumen del Baln V
Peso especfico de masa A/(V-W)
Peso especfico de masa superficialmente seca 500/(V-W)
Peso especfico aparente A/(V-W) - (500-A)
Porcentaje de absorcin (500-A)x 100/A
Para Agregado Grueso:
Peso de la muestra secada al horno A
Peso de la muestra Saturada superficialmente seca B
Peso de la muestra saturada en agua + Peso de la canastilla
Peso de la canastilla
Peso de la muestra saturada en agua C
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Peso especfico de masa A/(B-C)
Peso especfico de masa superficialmente seco B/(B-C)
Peso especfico aparente A/(A-C)
Porcentaje de absorcin (B-A)x100/A
2.2. PESO UNITARIO SUELTO A. PROCEDIMIENTO PARA EL AGREGADO FINO:
Se obtuvo una muestra de agregado fino para ensayar.
Se procedi a mezclar la muestra con ayuda de una plancha
de albailera para uniformizarla.
Se utiliz la tcnica del cuarteo manual, en la que se
entiende el material para luego dividirlo en 4 partes y luego
se utiliza las partes diagonales, de estas partes nuevamente
se procede a mezclar y cuartear nuevamente para sacar una
muestra representativa.
Se coloc esta muestra llenando un balde metlico de un
peso de 2880 gramos y una capacidad de volumen de
0.0028 m3 o 1/10 pie3 y lo llevamos a la balanza para pesar
la muestra ms el recipiente, de esta forma pudimos
determinar el peso de la muestra.
Se tom nota de los datos respectivos en los formatos
facilitados por el Ing. Ral Antn y el Tcnico Montes.
Finalmente se calcul el peso unitario suelto de la muestra
de agregado fino.
B. PROCEDIMIENTO PARA EL AGREGADO GRUESO
Se obtuvo una muestra de agregado grueso para ensayar.
Se procedi a mezclar la muestra con ayuda de una pala de
albailera para uniformizarla.
Se utiliz la tcnica del cuarteo manual, en la que se
entiende el material para luego dividirlo en 4 partes y luego
se utiliza las partes diagonales, de estas partes nuevamente
se procede a mezclar y cuartear nuevamente para sacar una
muestra representativa.
Se coloc esta muestra llenando un balde metlico de un
peso de 4990 gramos y una capacidad de volumen de 0.014
m3 o 1/2 pie3 y lo llevamos a la balanza para pesar la
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muestra ms el recipiente, de esta forma pudimos
determinar el peso de la muestra.
Se tom nota de los datos respectivos en los formatos
facilitados por el Ing. Ral Antn y el Tcnico Montes.
Finalmente se calcul el peso unitario suelto de la muestra
de agregado grueso.
Formato para el clculo del peso unitario suelto
2.3. PESO UNITARIO COMPACTADO
A. PROCEDIMIENTO PARA EL AGREGADO FINO:
Se obtuvo una muestra de agregado fino para ensayar.
Se procedi a mezclar la muestra con ayuda de una plancha
de albailera para uniformizarla.
Se utiliz la tcnica del cuarteo manual, en la que se
entiende el material para luego dividirlo en 4 partes y luego
se utiliza las partes diagonales, de estas partes nuevamente
se procede a mezclar y cuartear nuevamente para sacar una
muestra representativa.
Se coloc esta muestra llenando un balde metlico de un
peso de 2880 gramos y una capacidad de volumen de
0.0028 m3 o 1/10 pie3 a diferencia del peso unitario suelto
aqu se procedi a llenar el balde con el material pero en 3
capas (cada capa de una altura de un tercio de la altura total
del balde) y con la varilla metlica de un dimetro de 5/8 y
de 60 cm de longitud con punta roma se dan 25 golpes en
forma concntrica en sentido antihorario.
Se enras y se llev el recipiente con la muestra a la
balanza para pesarlo, de esta forma pudimos determinar el
peso de la muestra.
Agregado fino
Agregado grueso
Peso de la muestra + Recipiente (kg)
Peso del recipiente (kg)
Peso de la muestra (kg)
Volumen del recipiente (m3)
Peso Unitario Suelto (kg/m3)
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Se tom nota de los datos respectivos en los formatos
facilitados por el Ing. Ral Antn y el Tcnico Montes.
Finalmente se calcul el peso unitario suelto de la muestra
de agregado fino.
B. PROCEDIMIENTO PARA EL AGREGADO GRUESO
Se obtuvo una muestra de agregado grueso para ensayar.
Se procedi a mezclar la muestra con ayuda de una pala de
albailera para uniformizarla.
Se utiliz la tcnica del cuarteo manual, en la que se
entiende el material para luego dividirlo en 4 partes y luego
se utiliza las partes diagonales, de estas partes nuevamente
se procede a mezclar y cuartear nuevamente para sacar una
muestra representativa.
Se coloc esta muestra llenando un balde metlico de un
peso de 4990 gramos y una capacidad de volumen de 0.014
m3 o 1/2 pie3 a diferencia del peso unitario suelto aqu se
procedi a llenar el balde con el material pero en 3 capas
(cada capa de una altura de un tercio de la altura total del
balde) y con la varilla metlica de un dimetro de 5/8 y de
60 cm de longitud con punta roma se dan 25 golpes en
forma concntrica en sentido antihorario.
Se enras y se llev el recipiente con la muestra a la
balanza para pesarlo, de esta forma pudimos determinar el
peso de la muestra.
Se tom nota de los datos respectivos en los formatos
facilitados por el Ing. Ral Antn y el Tcnico Montes.
Finalmente se calcul el peso unitario suelto de la muestra
de agregado grueso.
Formato para el clculo del peso unitario compactado
Agregado fino
Agregado grueso
Peso de la muestra + Recipiente (kg)
Peso del recipiente (kg)
Peso de la muestra (kg)
Volumen del recipiente (m3)
Peso Unitario Compactado (kg/m3)
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2.4. CONTENIDO DE HUMEDAD
A. PROCEDIMIENTO PARA EL AGREGADO FINO:
Se obtuvo una muestra de agregado fino para ensayar.
Se procedi a mezclar la muestra con ayuda de una plancha
de albailera para uniformizarla.
Se utiliz la tcnica del cuarteo manual, en la que se
entiende el material para luego dividirlo en 4 partes y luego
se utiliza las partes diagonales, de estas partes nuevamente
se procede a mezclar y cuartear nuevamente para sacar una
muestra representativa.
Se extrajo la muestra representativa y se pes en la balanza
500 gramos, pesando previamente el recipiente encontrando
un peso de 168.8 gramos.
Luego se llev al horno la muestra por 24 horas a 110C.
posteriormente al da siguiente se sac del horno para pesar
la muestra seca al horno.
Se tom nota de los datos respectivos en los formatos
facilitados por el Ing. Ral Antn y el Tcnico Montes.
Finalmente se calcul el contenido de Humedad en
porcentaje de la muestra de agregado fino.
B. PROCEDIMIENTO PARA EL AGREGADO GRUESO
Se obtuvo una muestra de agregado grueso para ensayar.
Se procedi a mezclar la muestra con ayuda de una pala de
albailera para uniformizarla.
Se utiliz la tcnica del cuarteo manual, en la que se
entiende el material para luego dividirlo en 4 partes y luego
se utiliza las partes diagonales, de estas partes nuevamente
se procede a mezclar y cuartear nuevamente para sacar una
muestra representativa.
Se extrajo la muestra representativa y se pes en la balanza
1000 gramos, pesando previamente el recipiente
encontrando un peso de 168.8 gramos.
Luego se llev al horno la muestra por 24 horas a 110C.
posteriormente al da siguiente se sac del horno para pesar
la muestra seca al horno.
Se tom nota de los datos respectivos en los formatos
facilitados por el Ing. Ral Antn y el Tcnico Montes.
Finalmente se calcul el contenido de Humedad en
porcentaje de la muestra de agregado grueso.
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
21
Formato para el clculo del Contenido de Humedad
6) CALCULOS, RESULTADOS Y GRAFICAS
Mostramos los clculos, resultados en los formatos especificados,
posteriormente las grficas cuando correspondan.
6.1. ANALISIS GRANULOMETRICO
PARA EL AGREGADO FINO Tabla de resultados
Tamiz Peso Ret. (g)
Peso Ret. Compensado
(g)
% Peso Retenido
% Ret. Acumulado
% Pasante
3/8 - - - - -
N 4 7.80 7.80 1.56 1.56 98.44
N 8 69.40 69.40 13.88 15.44 84.56
N 16 110.70 110.70 22.14 37.58 62.42
N 30 106.60 106.60 21.32 58.90 41.10
N 50 99.20 99.20 19.84 78.74 21.26
N 100 64.00 64.00 12.80 91.54 8.46
FONDO 41.30 42.30 8.46 100.00 -
TOTAL 499.00 500.00 100.00
Como el peso total no es igual al peso inicial de la muestra obtuvimos un
error de 1 gramo el cual es compensado en el Fondo pues estamos dentro
del margen de error permitido que es de 0.1% del peso de la muestra.
Agregado fino
Agregado grueso
Peso de la muestra en estado ambiental (g)
Peso de la muestra seca al horno (g)
Peso de la muestra (g)
Volumen del recipiente (m3)
Contenido de Humedad (%)
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
22
Para obtener los resultados tanto del agregado fino como grueso, del
porcentaje retenido, porcentaje retenido acumulado y porcentaje de
pasante en la tabla sealada anteriormente se utilizaron las siguientes
frmulas:
DETERMINANDO EL MDULO DE FINEZA DEL AGREGADO FINO:
PARA EL AGREGADO GRUESO
Tabla de resultados
Tamiz Peso Ret. (g)
Peso Ret. Compensado
(g)
% Peso Retenido
% Ret. Acumulado
% Pasante
3 - - - - -
2 1/2 - - - - -
2 - - - - -
1 1/2 - - - - -
1 158.00 158.00 3.16 3.16 96.84
3/4" 1,380.50 1,380.50 27.61 30.77 69.23
1/2 2,347.50 2,347.50 46.95 77.72 22.28
3/8 702.00 702.00 14.04 91.76 8.24
1/4 349.00 349.00 6.98 98.74 1.26
N 4 47.00 47.00 0.94 99.68 0.32
3 1 1/2" 3/4 3/8" N4 N8 N16 N30 N50 N 100
100
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
23
El peso total no es igual al peso inicial de la muestra obtuvimos un error de
4 gramos el cual es compensado en el Fondo pues estamos dentro del
margen de error permitido que es de 1% del peso de la muestra es decir 5
gramos.
DETERMINANDO EL MDULO DE FINEZA DEL AGREGADO GRUESO:
PARA EL AGREGADO GLOBAL
Asumimos un Mdulo de Finura de agregado global de 5.45. Sabemos que la frmula del mdulo de agregado global es:
Donde:
Resolviendo el sistema de ecuaciones:
5 45 22 2 84 1
5 45 22 2 84 2 84
5 45 2 84 4 38
FONDO 12.00 16.00 0.32 100.00 -
TOTAL 4,996.00 5,000.00 100.00
3 1 1/2" 3/4 3/8" N4 N8 N16 N30 N50 N 100
100
-
INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
24
4 38 2 61
A continuacin mostramos el cuadro de resultado de determinacin de peso
retenidos acumulados para el agregado global en el cual asumimos un Mdulo de
finura de 5.45.
Tabla de agregado global
MALLA % RET. PIEDRA
% RET. ARENA
P 0.596
A 0.404
SUMATORIA SUMA ACUMULADA
1" 3.16 - 1.88 - 1.88 1.88
3/4" 27.61 - 16.46 - 16.46 18.34
1/2" 46.95 - 27.98 - 27.98 46.32
3/8" 14.04 - 8.37 - 8.37 54.69
1/4" 6.98 - 4.16 - 4.16 58.85
N 4 0.94 1.56 0.56 0.63 1.19 60.04
N 8 - 13.88 - 5.61 5.61 65.65
N 16 - 22.14 - 8.94 8.94 74.59
N 30 - 21.32 - 8.61 8.61 83.20
N 50 - 19.84 - 8.02 8.02 91.22
N 100 - 12.80 - 5.17 5.17 96.39
FONDO 0.32 8.46 0.19 3.42 3.61 100.00
WTA 100.00 100.00 59.60 40.40 100.00
GRAFICAS DE LAS CURVAS DE GRANULOMETRA Y SUS USOS.
Se efectu el graficado de las curvas granulomtricas en el formato
correspondiente entregado por el profesor en clase, obteniendo la siguiente
figura en la que se observa de azul la curva correspondiente a la arena, de
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
25
rojo la curva que corresponde a la piedra y de negro la que corresponde a
la grfica del agregado global. Para este caso se graficaron directamente
en el formato y luego se procedi al escaneado y luego fue pegado como
imagen como se muestra a continuacin:
-
INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
26
6.2. PROPIEDADES FISICAS DE LOS AGREGADOS
6.2.1. PESO ESPECIFICO Y PORCENTAJE DE ABSORCION PARA AGREGADO FINO:
Peso de la arena Superficialmente Seca (1) 0.500 kg
Peso de la arena superficialmente seca + Peso del Baln + Peso del agua (2)
0.9785 kg
Peso del Baln (3) 0.165 kg
Peso del agua (2) - (1) - (3) = W 0.3135 kg
Peso de la arena seca al horno A 0.4957 kg
Volumen del Baln V 0.0005 m3
Peso especfico de masa A/(V-W) 2657.91 kg/m3
Peso especfico de masa superficialmente seca 500/(V-W)
2680.97 kg/m3
Peso especfico aparente A/(V-W) - (500-A) 2720.63 kg/m3
Porcentaje de absorcin (500-A)x 100/A 0.87%
PARA AGREGADO GRUESO:
Peso de la muestra secada al horno A 2.985 kg
Peso de la muestra Saturada superficialmente seca B 3 kg
Peso de la muestra saturada en agua + Peso de la canastilla D
2.7834 kg
Peso de la canastilla B-D 0.8723 kg
Peso de la muestra saturada en agua C 1.9111 kg
Peso especfico de masa A/(B-C) 2741.32 kg/m3
Peso especfico de masa superficialmente seco B/(B-C)
2 755.1 kg/m3
Peso especfico aparente A/(A-C) 2779.61 kg/m3
Porcentaje de absorcin (B-A)x100/A 0.50%
-
INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
27
6.3. PESO UNITARIO SUELTO
Tabla de resultados
6.4. PESO UNITARIO COMPACTADO
Tabla de resultados
Agregado fino
Agregado grueso
Peso de la muestra + Recipiente (kg) 8.065 26.85
Peso del recipiente (kg) 2.880 4.990
Peso de la muestra (kg) A 5.185 21.86
Volumen del recipiente (m3) B 0.0028 0.014
Peso Unitario Compactado (kg/m3) A/B 1851.79 1561.43
6.5. CONTENIDO DE HUMEDAD
Tabla de Resultados
Agregado fino
Agregado grueso
Peso de la muestra + Recipiente (kg) 7.473 25.45
Peso del recipiente (kg) 2.880 4.990
Peso de la muestra (kg) A 4.593 20.46
Volumen del recipiente (m3) B 0.0028 0.014
Peso Unitario Suelto (kg/m3) A/B 1640.36 1461.43
Agregado fino
Agregado grueso
Peso de la muestra en estado ambiental (g) A 500 1000
Peso de la muestra seca al horno (g) B 495.7 996.5
Peso del agua perdida (g) A-B 4.3 3.5
Contenido de Humedad (%) A-Bx100/B 0.86 0.35
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
28
CUADRO RESUMEN GENERAL DE LAS PROPIEDADES Y CRACTERISTICAS FISICAS DE LOS AGREGADOS FINO Y GRUESO
PROPIEDAD FSICA AGREGADO
GRUESO AGREGADO
FINO ESPECIFICACIONES
TECNICAS
1.- Contenido de Humedad (CH) % 0.35 0.86
2.- Peso Unitario (kg/m
3)
P.U. Suelto 1461.43 1640.36
Agregado fino vara entre 1400 a1700
Agregado grueso vara entre 1350 a 1680
P.U. Compactado
1561.43 1851.79 Disminuye cerca de un
20% para el peso unitario suelto
3. Peso Especfico (kg/m
3)
En masa 2741.32 2657.91 Vara entre 1200 a
2200 para concretos ligeros
En masa S.S.S. 2755.10 2680.97 Vara entre 2300 a
2900 para concretos normales
Aparente 2779.61 2720.63
4.- Porcentaje de Absorcin (%) 0.50 0.87 Normalmente en el
intervalo de 0.20 a 3.5
4.Granulometra
Mdulo de Finura
7.55 2.863
Solo para AF: Si vara entre 2.2 y 2.8 se
obtienen concretos de buena trabajabilidad y reducida segregacin. Si vara entre 2.8 y 3.2 se obtienen concretos
de alta resistencia.
T.M. 1
T.M.N. 3/4"
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
29
7) CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El estudio de los agregados para la elaboracin de concretos es de suma
importancia ya que estos ocupan entre el 70 a 75% del volumen de la masa
endurecida; para estos estudios es fundamental realizar ciertos ensayos como
los que son realizados en el Laboratorio de Ensayos y Materiales de la
Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad Nacional de Ingeniera
(Granulometra de finos y gruesos, y la determinacin de las propiedades
bsicas de los agregados como son el peso especfico, peso unitario suelto,
peso unitario compactado, contenido de Humedad, porcentaje de absorcin)
Resulta de fundamental importancia la gradacin del tamao de las partculas
de los agregados, con el fin de determinar si el agregado puede posibilitar un
concreto eficiente y de buena calidad. Pues es importante que el agregado
tenga buena resistencia a la intemperie y durabilidad, para esto es necesario
que el agregado est libre de impurezas (arcillas, limo o materias orgnicas)
que pueden debilitar la unin con la pasta. Estas impurezas son las que pasan
a travs del tamiz N 200 que en obras convencionales aceptan un 5% y en las
exigentes un 3%, cabe destacar que mientras menos de este material haya
mejor por lo antes mencionado.
Uno de los clculos que se utilizan para calcular el volumen del agregado
dentro del concreto es el ensayo de peso especfico, y para establecer las
relaciones peso/volumen que sirven para el manejo de los agregados se utiliza
el peso unitario; si este se calcula con regularidad en una obra sirve para
descubrir posibles cambios bruscos en la granulometra o en la forma del
agregado. Con respecto a lo estudiado anteriormente llegamos a la conclusin,
de que mediante una serie de detallados ensayos, pudimos comprobar y poner
en prctica los ensayos establecidos en el informe: Granulometra, Peso
Unitario de Agregados, Peso especfico de los agregados finos y gruesos
contenido de Humedad y porcentaje de absorcin. En los cuales se determin
cualitativamente establecer estas propiedades que son bsicas informaciones
para el dselo de mezclas de concreto.
-
INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
30
En ese sentido se estudi al agregado fino y grueso por granulometra
determinando la distribucin de los gramos de los agregados a travs de unos
tamices. Estos basndose en la norma NTP 400.022 Y NTP 400.12, con la
ayuda de la curva granulometra se logra concluir que la arena es aceptable
debido a que est dentro de los valores lmites que permiten una buena
distribucin volumtrica siendo mediana para el caso del agregado fino y en el
caso de la piedra vemos que hay problemas con respecto los tamaos 3/8,
y Tamiz N 4 pues son los valores que estn fuera de los lmites permitidos por
la norma como se puede apreciar en la grfica granulomtrica para estos
tamaos pues en los dems no existe desviacin alguna.
Adems por medio del anlisis granulomtrico se determinaron diversos
factores como:
El tamao mximo para el cual se considera que el valor obtenido como
lo fue de 1 pulgada es posible, y el tamao mximo nominal fue de 3/4
ya que, a medida de que sea ms grande menor ser la inversin que
se tenga que otorgarle a este agregado para la obra a realizar.
Asimismo se calcul el mdulo de finura para el cual se tiene un valor
favorable. Este valor fue de 2.82 para el agregado fino que se
encuentra dentro del rango de un agregado mediano o normal que debe
estar entre 2,3 3,1. En el caso del agregado grueso el mdulo de
finura fue de 7.22, lo cual representa que estamos ante un agregado de
tamao de mayor distribucin volumtrica gruesa.
Por otra parte, se determin el peso especfico, peso unitario suelto y
compactado, el contenido de humedad y el porcentaje de absorcin los cuales
se lograron calcular mediante la aplicacin de diversos ensayos. Los cuales
fueron aceptados con los valores estipulados en las normas tomadas como
referencia. Sin embargo se tomar en cuenta la evaluacin individual de cada
uno de ellas como se menciona a continuacin: Con respecto al peso
especfico del agregado fino luego de obtener los valores determinantes para
las ecuaciones a utilizar se lleg a la conclusin de que el peso especfico es
de 2680.97 kg/m3 y en el caso del agregado grueso fue de 2755.10 kg/m3 est
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
31
dentro de los parmetros ideales de los cuales mencionan que debe estar
entre 2500-2700 kg/cm3.
Es importante mencionar acerca de la absorcin que tuvieron por separado las
muestras evaluadas de arena y piedra que los valores obtenidos mediante
esta prctica permitieron concluir y aceptar la cantidad de agua que pudieron
absorber, estos indican que estas muestras llegaron a una condicin de
saturado y superficie seca normal. Es decir, que stas al tacto no presentan
humedad pero sus poros contienen agua. En el caso del agregado fino el
promedio de absorcin fue de 0.87% y el agregado grueso fue de 0.50%.
Siendo estos porcentajes sobre el peso seco al horno del material.
Y finalmente se procedi a determinar el peso unitario suelto y compactado y
el contenido de Humedad de los agregados, obteniendo valores aceptables
segn especificaciones tcnicas, en el caso del agregado fino se obtuvo un
PUC de 1851.74, un PUS de 1640.36 y un CH de 0.86%; en el caso del
agregado grueso un PUC de 1561.43 y PUS de 1461.43 y un CH de 0.35%.
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
32
8) BIBLIOGRAFIA
Norma Tcnica Peruana NTP 400.012:2001. Agregados. Anlisis
Granulomtrico del Agregado Fino, Grueso y Global. Segunda edicin.
2001-05-31.
Pasquel E. Tpicos de Tecnologa del Concreto en el Per. Ediciones
Colegio de Ingenieros del Per, Consejo Nacional CIP. Segunda Edicin.
Lima, Per. 1998.
Apuntes y separatas de los cursos de Tecnologa del Concreto y Materiales
y Acabados de Construccin, bajo ctedra de los ingenieros civiles Nicols
Chumacero y Felimn Crdova respectivamente. Semestre 2013-I.
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
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ANEXO FOTOGRAFICO
A) GRANULOMETRIA AGREGRADO FINO Y GRUESO
Ing. civil Raul Anton realizando una breve introduccion acerca de los ensayos de
granulometria y de las propiedades fisicas de los agregados.
El tcnico Montes de Laboratorio de ensayo y Materiales FIC- UNI realizando la
explicacin de la tcnica de cuarteo para extraccin y seleccin de muestra representativa de agregado grueso
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
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Maquinas vibradoras elctricas para Proceso de tamizado de agregado Tamizado de agregados finos y gruesos Grueso
Retirado de mallas con las pesos retenidos Presentacin final del agregado para llevar a balanza y determinar los pesos grueso por tamaos
Tcnica del cuarteo del agregado fino Proceso de tamizado del agregado fino
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
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Alumnos procediendo con el retiro del agregado fino retenido en cada Tamiz y posterior pesado en balanza para la determinacin de los pesos retenidos.
B) DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES FISICAS DE LOS AGREGADOS
Extraccin de muestra de piedra para el ensayo de PUS y PUC
Extraccin de muestra de arena para el ensayo de PUS y PUC
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INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO N 01
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Procedimiento para determinar el estado saturado superficialmente seco del agregado fino
Procedimiento para la determinacin del C.H. contenido de humedad y % de absorcin del agregado fino y grueso
Ingreso y salida de muestras de agregado fino y grueso para determinacin de los pesos superficialmente seco al horno a 110C.