ensayo de contenido de humedad del agregado

Universidad Peruana Unión

Facultad de Ingeniería y Arquitectura

Escuela Profesional de Ingeniería Civil

Laboratorio de Tecnología del Concreto.

“Informes n°03”

“Contenido de Humedad”

Presentado por:

Samuel David Tocto Cabanillas

Docente:

Ing. Isai Ticona Cutipa

SEMESTRE: V-B

Juliaca – 24 de abril de 2015

UNIVERSIDAD PERUANA UNION - FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

2 LABORATORIO DE METERIALES Y TECNOLOGIA DEL CONCRETO

INTRODUCIÓN

En el diseño de mesclas de concreto es muy importante conocer las

características de los materiales que se empleara puesto que ello nos permitirá

modificar las dosificaciones para así alcanzar la máxima calidad posible en el

producto final.

Por otro lado los agregados presentan porosidades, que son espacios vacíos

interconectados entre si desde el interior del material hasta la superficie del

mismos. Dichos espacios en la gran mayoría de los casos son usados por el

agua como canales para infiltrarse al interior de los agregados y presentan un

determinado grado de saturación o humedad que puede ser parcialmente

saturado, saturado y sobre saturado. Este grado de saturación es muy

importante en la elaboración del concreto ya que de acuerdo al su contenido se

modificara el agua de mescla para así lograr una correcta relación de agua

cemento y por lo tanto para que el concreto adquiera un máximo de resistencia

lo cual el objetivo primordial de todo concreto.

En la presente practica de laboratorio se tiene como objetivo analizar una

muestra de agregado fino y grueso con contenido de humedad natural con la

finalidad de determinar la cantidad presente de agua en relación con la masa

seca. Para ello se seguirán las especificaciones técnicas estipuladas en las

normas técnicas referentes a la determinación del contenido de humedad, por

ejemplo la Norma Técnica Peruana (NTP) y la ASTM.



Tabla de Contenido

INTRODUCIÓN ........................................................................................................................... 2

I. OBJETIVOS. ....................................................................................................................... 4

A. OBJETIVO GENERAL .............................................................................................. 4

B. OBJETIVOS ESPECIFICOS. ................................................................................... 4

II. NORMAS. ............................................................................................................................ 4

A. Norma Técnica Peruana (NTP) 339.185. ............................................................. 4

B. Association for Testing Materials (ASTM) C566. ............................................. 4

III. MARCO TEORICO ........................................................................................................ 5

A. LOS AGREGADOS PARA CONCRETO ............................................................... 5

B. CLASIFICACION DE LOS AGREGADOS PARA CONCRETO. ....................... 5

C. CARACTERISTICAS FISICAS. ............................................................................... 8

IV. MATERIALES UTILIZADOS. ..................................................................................... 11

V. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS. ................................................................................... 11

VI. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO. ..................................................................... 11

VII. PROCEDIMIENTO REALIZADO. .............................................................................. 12

VIII. PRESENTACIÓN DE DATOS. .................................................................................. 13

A. AGREGADO FINO................................................................................................... 13

B. AGREGADO GRUESO. .......................................................................................... 13

IX. MEMORIA DE CALCULO. ......................................................................................... 14

A. AGREGADO FINO................................................................................................... 14

B. AGREGADO FINO................................................................................................... 14

X. ANALISIS E INTER PRETACION DE RESULTADOS. ............................................ 14

XI. CONCLUSIONES......................................................................................................... 15

XII. RECOMENDACIONES. .............................................................................................. 15

XIII. REFERENCIAS. ........................................................................................................... 15

XIV. ANEXOS. ....................................................................................................................... 16



I. OBJETIVOS.

A. OBJETIVO GENERAL

Determinar el contenido de agua en que posee una muestra de

agregado fino y grueso con respecto al peso seco de la muestra.

B. OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Aplicar las especificaciones de las normas técnicas para asegurar

la eficiencia del ensayo.

Procesar y analizar los datos obtenidos durante el ensayo

determinando la influencia de la calidad de la muestra en las

propiedades del concreto.

Comparar la humedad en agregados finos y agregados gruesos.

II. NORMAS.

A. Norma Técnica Peruana (NTP) 339.185.

El presente método de ensayo cubre la determinación del porcentaje de

humedad evaporable en una muestra de agregado mediante el secado

tanto de la humedad superficial como de la humedad en los poros del

agregado. Los agregados pueden contener agua que esté combinada

químicamente con los minerales que contengan. Dicha agua no es

evaporable y no está incluida en el porcentaje determinado por este

método de ensayo.

B. Association for Testing Materials (ASTM) C566.

Este Proyecto de Norma Técnica Peruana establece el procedimiento

para determinar el porcentaje total de humedad evaporable en una

muestra de agregado fino o grueso por secado. La humedad evaporable

incluye la humedad superficial y la contenida en los poros del agregado,

pero no considera el agua que se combina químicamente con los

minerales de algunos agregados y que no es susceptible de evaporación,

por lo que no está incluida en el porcentaje determinado por este método.



III. MARCO TEORICO

A. LOS AGREGADOS PARA CONCRETO

Se definen los agregados como los elementos inertes del concreto que son

aglomerados por la pasta de cemento para formar la estructura resistente.

Ocupan alrededor de las 3/4 partes del volumen total luego la calidad de

estos tienen una importancia primordial en el producto final.

La denominación de inertes es relativa, porque si bien no intervienen

directamente en las reacciones químicas entre el cemento y el agua, para

producir el aglomerante o pasta de cemento, sus características afectan

notablemente el producto resultante, siendo en algunos casos tan

importantes como el cemento para el logro de ciertas propiedades

particulares de resistencia, conductibilidad, durabilidad etc.

Están constituidos usualmente por partículas minerales de arenisca, granito,

basalto, cuarzo o combinaciones de ellos, y sus características físicas y

químicas tienen influencia en prácticamente todas la propiedades

del concreto.

B. CLASIFICACION DE LOS AGREGADOS PARA CONCRETO.

Las clasificaciones que describiremos a continuación no son necesariamente

las únicas ni las más completas, pero responden a la práctica usual en

Tecnología del Concreto.

1. Por su procedencia.

Se clasifican en:

a) Agregados naturales.

Son los formados por los procesos geológicos naturales que han

ocurrido en el planeta durante miles de años, y que son extraídos,

seleccionados y procesados para optimizar su empleo en la

producción de concreto.

En la Tabla número 1 se detallan las rocas y minerales que

constituyen los agregados para concreto y la Norma ASTM C-294

incluye de manera muy detallada la nomenclatura estándar de los

constituyentes de los agregados minerales naturales, que resulta muy

útil para entender y describir adecuadamente dichos constituyentes.



Estos agregados son los de uso más frecuente a nivel mundial y

particularmente en nuestro país por su amplia disponibilidad tanto

en calidad como en cantidad, lo que los hace ideales para producir

concreto.

MINERALES ROCAS IGNEAS ROCAS

METAMORFICAS

SILICE Granito Marmol

Cuarzo Sienita Metacuarcita

Opalo Diorita Pizarra

Caldedonia Grabo Filita

Tridimita Pendotita Esquisto

Cristolbalita Pegmatita Anfibolita

SILICATOS Vidrio Volcanico Homfelsa

Feldespatos Obsidiana Gneiss

Ferromagnesianos Pumicita Serpentina

Hornblenda Tufo

Augita Escoria

Arcillas Perlita

Ilitas Fetsita

Caolinas Basalto

Mortmolirillonita ROCAS

SEDIMENTARIAS

Mica Conglomerados

Zeolita Arenas

CARBONATOS Cuarcita

Calcita Arenisca

Dolomita Piedra Arcillosa

SULFATOS Piedra aluvional

Yeso Argilita y Pizarra

Anhidrita Carbonatos

SULFUROS DE HIERRO Calizas

Pirita Dolomitas

Marcasita Marga

Pirotita Tiza

OXIDOS DE HIERRO Horsteno

Magnetita

Hematita

Geotita

Ilmenita

Limonita

Tabla n° 1: Rocas y minerales que constituyen el agregado.

Fuente: Pasquel Carbajal, Enrique (1998). Tópicos de tecnología del

concreto en el Perú- 2da Ed Pag.71.



b) Agregados Artificiales.

Provienen de un proceso de transformación de materiales

naturales, que proveen productos secundarios que con un

tratamiento adicional se habilitan para emplearse en la producción

de concreto.

Algunos agregados de este tipo los constituyen la escoria de altos

hornos, la arcilla horneada, el concreto reciclado, la microsílice etc.

El potencial de uso de estos materiales es muy amplio, en la

medida que se van investigando y desarrollando otros materiales

y sus aplicaciones en concreto, por lo que a nivel mundial hay una

tendencia muy marcada hacia progresar en este sentido.

En nuestro país, existen zonas como por ejemplo en la Selva

donde no se dispone de agregados normales para hacer concreto

y la mayor parte de las veces se tienen que improvisar soluciones

que no garantizan el material resultante.

2. Por su gradación.

La gradación es la distribución volumétrica de las partículas que como

ya hemos mencionado tiene suma importancia en el concreto.

Se ha establecido convencionalmente la clasificación entre agregado

grueso (piedra) y agregado fino (arena) en función de las partículas

mayores y las menores de 4.75 mm (Malla Standard ASTM # 4).

Esta clasificación responde además a consideraciones de tipo práctico

ya que las técnicas de procesamiento de los agregados (zarandeo,

chancado) propenden a separarlos en esta forma con objeto de poder

establecer un control más preciso en su procesamiento y empleo.

3. Por su densidad.

Entendiendo densidad como la Gravedad específica, es decir el peso

entre el volumen de sólidos referido a la densidad del agua, se

acostumbra clasificarlos en normales con Ge = 2.5 a 2.75, ligeros con

Ge < 2.5 y pesados con Ge > 2.75. Cada uno de ellos marca

comportamientos diversos en relación al concreto, habiéndose

establecido técnicas y métodos de diseño y uso para cada caso.



C. CARACTERISTICAS FISICAS.

En general son primordiales en los agregados las características de

densidad, resistencia, porosidad, y la distribución volumétrica de las

partículas, que se acostumbra denominar granulometría o gradación.

Asociadas a estas características 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 diseño de

mezclas.

Es importante para evaluar estos requerimientos el tener claros los

conceptos relativos a las siguientes características físicas de los agregados

y sus expresiones numéricas :

1. Condiciones de Saturación

En la Fig.1.0 se han esquematizado las condiciones de saturación de una

partícula ideal de agregado, partiendo de la condición seca hasta cuando

tiene humedad superficial, pudiéndose asimilar visualmente los conceptos

de saturación en sus diferentes etapas, que servirán durante el desarrollo

del presente capítulo.

Fig. 1.0: Estados de saturación de un agregado.

Fuente: http://civilgeeks.com/wp-content/uploads/2011/12/clip_image002_thumb31.jpg

2. Porcentaje de Vacíos.

Es la medida del volumen expresado en porcentaje de los espacios entre

las partículas de agregados. Depende también del acomodo entre

partículas, por lo que su valor es relativo como en el caso del peso unitario.

La misma norma ASTM C-29 indicada anteriormente establece la fórmula

para calcularlo, empleando los valores de peso específico y peso unitario

estándar :

http://civilgeeks.com/wp-content/uploads/2011/12/clip_image002_thumb31.jpg



Formula (1): Determinación del porcentaje de vacíos.

Donde :

S = Peso específico de masa

W = Densidad del agua

M = Peso unitario compactado seco

3. Absorción.

Es la capacidad de los agregados de llenar con agua los vacíos al interior

de las partículas. El fenómeno se produce por capilaridad, no llegándose

a llenar absolutamente los poros indicados pues siempre queda aire

atrapado.

Tiene importancia pues se refleja en el concreto reduciendo el agua de

mezcla, con influencia en las propiedades resistentes y en la

trabajabilidad, por lo que es necesario tenerla siempre en cuenta para

hacer las correcciones necesarias.

La normas ASTM C-127 y 128 establecen la metodología para su

determinación expresada en la siguiente fórmula :

% 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛 =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆. 𝑆. 𝑆 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜

Formula (2): Determinación de porcentaje de absorción.

4. Porosidad .

Es el volumen de espacios dentro de las partículas de agregados.

Tiene una gran influencia en todas las demás propiedades de los

agregados, pues es representativa de la estructura interna de las

partículas.

No hay un método estándar en ASTM para evaluarla, sin embargo existen

varias formas de determinación por lo general complejas y cuya validez



es relativa. Una manera indirecta de estimarla es mediante la

determinación de la absorción, que da un orden de magnitud de la

porosidad normalmente un 10% menor que la real, ya que como hemos

indicado en el párrafo anterior, nunca llegan a saturarse completamente

todos los poros de las partículas.

Los valores usuales en agregados normales pueden oscilar entre 0 y 15%

aunque por lo general el rango común es del 1 al 5%. En agregados

ligeros, se pueden tener porosidades del orden del 15 al 50%.

5. Humedad.

Es la cantidad de agua superficial retenida en un momento determinado

por las partículas de agregado.

Es una característica importante pues contribuye a incrementar el agua

de mezcla en el concreto, razón por la que se debe tomar en cuenta

conjuntamente con la absorción para efectuar las correcciones adecuadas

en el proporcionamiento de las mezclas, para que se cumplan las

hipótesis asumidas.

La humedad se expresa de la siguiente manera según ASTM C-566:

Formula (2): Determinación del contenido de humedad.

6. Textura.

Representa qué tan lisa o rugosa es la superficie del agregado. Es una

característica ligada a la absorción pues agregados muy rugosos tienen

mayor absorción que los lisos, además que producen concretos menos

plásticos pues se incrementa la fricción entre partículas dificultando el

desplazamiento de la masa.



IV. MATERIALES UTILIZADOS.

Muestra de 0.5 Kg de agregado fino proveniente de la cantera de Cohata,

ubicada a cuarenta minutos en carro de la ciudad de Juliaca, muestreados

según ASTM D75, y reducido según ASTM C702.

Muestra de 2 Kg de agregado grueso proveniente de la cantera de Cohata,

ubicada a cuarenta minutos en carro de la ciudad de Juliaca, muestreados

según ASTM D75, y reducido según ASTM C702.

V. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS.

Recipiente resistente al calor y de volumen suficiente para contener la

muestra.

Cucharon para remover la muestra.

Bascula electrónica con una precisión de 0.1% de la carga del ensayo

en cualquier punto dentro del rango de uso.

Horno industrial a temperatura constante de 110°C de temperatura con

una variación de ± 5°C.

VI. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO.

Seleccionar una muestra representativa por cuarteo.

Determinar la masa de la masa de la muestra de acuerdo a lo indicado en

la tabla n° 2con una aproximación de 0.1%.

TAMAÑO MAXIMO DEL AGRAGADO (mm-pulgadas)

PESO RECOMENDADO DE

LA MUESTRA A USAR EN (Kg)

4.75 - 0.1876 0.5

9.5 - 3/8 1.5

12.5 - 1/2 2.0

19.0 - 3/4 3.0

25.0 - 1 4.0

37.5 - 1 1/2 6.0

Tabla n° 2: Cantidad mínima de muestra.



Secar completamente la muestra en el recipiente mediante la fuente de

calor seleccionada, procurando minimizar cualquier tipo de pérdida del

material. Una calefacción muy rápida puede causar que algunas

partículas exploten, resultando en una disminución de la misma.

Tomar un recipiente (tara), anotar su identificación y determinarle su peso.

Pesar la muestra húmeda mas el recipiente que la contiene.

Colocar la tara con la muestra en el horno a una temperatura constante

de 110°C, por un periodo de 24 horas.

Retirar la muestra del horno y dejarla enfriar hasta que alcance la

temperatura ambiente.

Pesar la muestra seca más el recipiente y anotar su peso.

VII. PROCEDIMIENTO REALIZADO.

Separar el agregado grueso del fino tamizándolo en la malla n° 4.

Seleccionar una muestra representativa por cuarteo.

Seleccionar una muestra de 0.5 Kg de agregado fino.

Seleccionar una muestra de 2 Kg de agregado grueso en función del

tamaño máximo nominal.

Secar completamente la muestra en el recipiente mediante la calefacción

en la cocina del laboratorio.

Tomar un recipiente (tara), anotar su identificación y determinarle su peso.

Pesar la muestra húmeda más el recipiente que la contiene.

Colocar la tara con la muestra en el horno a una temperatura constante

de 110°C, por un periodo de 24 horas.

Retirar la muestra del horno y dejarla enfriar hasta que alcance la

temperatura ambiente.

Pesar la muestra seca más el recipiente y anotar su peso.



VIII. PRESENTACIÓN DE DATOS.

A. AGREGADO FINO.

CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO FINO

N° de Ensayo 1

N° de Tara(gr) B1

Peso de Tara (gr) 501

Peso de Tara + Muestra Humedad (gr) 1001

Peso de Tara + Muestra Seca (gr) 995

Peso de Agua (gr) 6

Peso de Muestra Seca (gr) 494

Contenido de Humedad (%) 1.215

Contenido de Humedad Promedio (%) 1.215

Tabla n° 3: Datos del ensayo de contenido de humedad del agregado fino.

B. AGREGADO GRUESO.

CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO GRUESO

N° de Ensayo 1

N° de Tara(gr) B2

Peso de Tara (gr) 499

Peso de Tara + Muestra Humedad (gr) 2499

Peso de Tara + Muestra Seca (gr) 2476

Peso de Agua (gr) 23

Peso de Muestra Seca (gr) 1977

Contenido de Humedad (%) 1.16

Contenido de Humedad Promedio (%) 1.16

Tabla n° 3: Datos del ensayo de contenido de humedad del agregado grueso.



IX. MEMORIA DE CALCULO.

A. AGREGADO FINO.

Peso del Agua=( Peso de Tara + Muestra Humedad )-( Peso de Tara +

Muestra Seca)

Peso del agua=(1001 gr – 995 gr)= 6 gr

Peso de muestra seca=(Peso tara + muestra seca) – (Peso de tara)

Peso de muestra seca= (995 gr – 501 gr) = 494 gr.

Humedad= (𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎)−(𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎)

(𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎)∗ 100

Humedad= 500 𝑔𝑟−494 𝑔𝑟

494 𝑔𝑟∗ 100 = 1.215%

B. AGREGADO FINO.

Peso del Agua=( Peso de Tara + Muestra Humedad )-( Peso de Tara +

Muestra Seca)

Peso del agua=(2499 gr – 2476 gr)= 23 gr

Peso de muestra seca=(Peso tara + muestra seca) – (Peso de tara)

Peso de muestra seca= (2476 gr – 499 gr) = 1977 gr.

Humedad= (𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎)−(𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎)

(𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎)∗ 100

Humedad= 2000 𝑔𝑟−1977 𝑔𝑟

1977 𝑔𝑟∗ 100 = 1.16%

X. ANALISIS E INTER PRETACION DE RESULTADOS.

Los datos obtenidos del ensayo muestran que el agregado fino contiene mayor

cantidad de humedad, de lo cual se puede interpretar que este tipo de agregado

posee mayor capacidad de absorción, lo cual va a permitir que en el diseño de

mescla con este agregado se tenga que modificar en mayor grado la cantidad

de agua para que así la relación de agua cemento se mantenga constante.



Lo contrario sucederá con el agregado grueso con el cual la variación de agua

será menor.

XI. CONCLUSIONES.

Luego de realizar el ensayo de laboratorio y el procesamiento de datos se llegó

a las siguientes conclusiones:

Se logró determinar que el contenido de humedad apara el agregado

fino ensayado es de 1.215% respecto a la masa total y el que para el

agregado grueso es de 1.16.

Durante el ensayo de laboratorio se aplicaron las especificaciones

contenidas en las normas técnica con la finalidad de determinar

resultados con mayor exactitud.

Se realizó el procesamiento de datos con la ayuda de hojas de cálculo

de Microsoft office Excel, las cuales serán adjuntadas como anexos

digitales.

Se determinó que para el presente ensayo el contenido de humedad

del agregado fino en comparación del agregado grueso es mucho

mayor, de lo cual se puede concluir que las partículas finas de

agregado tiende a absorber mayor cantidad de humedad.

XII. RECOMENDACIONES.

Tener precaución al momento de realizar los ensayos para que no se

produzcan perdidas de material y se alteren los resultados.

XIII. REFERENCIAS.

Pasquel Carbajal, Enrique (1998). Tópicos de tecnología del concreto en

el Perú- 2da Ed – Colegio de Ingenieros del Perú.

Norma técnica peruana (NTP) 339.185

Association for Testing Materials (ASTM) C566.

http://civilgeeks.com/wp-content/uploads/2011/12.

http://civilgeeks.com/wp-content/uploads/2011/12



XIV. ANEXOS.

Anexo n° 1: Cuarteo del agregado grueso.

Fuente: Fuente propia.

Anexo n° 2: Cuarteo del agregado fino.




Anexo n° 3: Muestras húmedas de agregado fino y grueso.


Anexo n° 4: Horno industrial para el secado del agregado, temperatura

constante de 110 °C.




Anexo n° 4: Determinación del peso seco del agregado fino.


Anexo n° 5: Determinación del peso seco del agregado grueso.




Anexo n° 5: Hoja de recolección de datos de laboratorio.

Fuente: Laboratorio de materiales y tecnología del concreto.

ensayo de contenido de humedad del agregado

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