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Ensayos físicos y mecánicos de los agregados

ENSAYOS PRINCIPALES FÍSICOS Y MECÁNICOS DE LOS AGREGADOS

LABORATORIO

1. Resumen

Se realizaron algunos ensayos en la universidad privada del norte con

material extraído de la cantera del rio chonta ubicado en el distrito de Baños

del Inca, los ensayos son los siguientes: Granulometría, contenido de

humedad, peso específico aparente y real del agregado, resistencia a la

abrasión de los ángeles de agregado grueso; estos procesos tuvieron una

duración de dos semanas.

2. INTRODUCCIÓN

La palabra agregados se refiere a cualquier combinación de arena,

grava o roca triturada en su estado natural o procesado. Son minerales

comunes, resultado de las fuerzas geológicas erosivas del agua y del

viento. Son generalmente encontrados en ríos y valles, donde han sido

depositados por las corrientes de agua. Los agregados fino y grueso

ocupan alrededor del 60% al 75% del volumen total del concreto e

influyen fuertemente en las propiedades tanto en estado fresco como

endurecido.

Los agregados para la elaboración de concreto pueden ser definidos

como aquellos materiales granulares inertes, que poseen una resistencia

propia suficiente, que no perturban ni afectan el proceso de

endurecimiento del cemento y que garantizan una adherencia con la

pasta de cemento y que garantizan una adherencia con la pasta de

cemento. El estudio sobre los agregados, como material de construcción

es fundamentalmente importante ya que de ellos dependen las

características del concreto. En tal sentido este informe dará a conocer

las propiedades físicas de los agregados, además de ciertos ensayos

realizados en laboratorio.

Materiales de construcción 1


3. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

-Determinar Propiedades físicas y mecánicas del agregado

extraído del río Chonta.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

-Determinar la granulometría del agregado grueso y fino.

-Determinar el contenido de humedad del agregado grueso y fino.

-Determinar el peso específico aparente y real del agregado

grueso.

-Determinar la resistencia a la abrasión del agregado grueso.

4. DESARROLLO

MARCO TEORICO

TOMA DE LA MUESTRA Y RESECCION DEL PRODUCTO

DEFINICION:

El muestreo se define como la operación de remoción de una parte,

conveniente en tamaño para el ensayo, de un todo que es de un volumen

mucho más grande de forma tal que la proporción y distribución de calidades

a ser ensayadas son las mismas en la parte removida en la parte total.

Las normas NTC 3674 Y ASTM C702 describen los tres métodos para la

formación de muestras para laboratorio.

Partición por cuartos.

La muestra principal se mezcla hasta que tenga un aspecto uniforme, en el

caso del agregado fino se merece para evitar la segregación. El material se

amontona en forma de cono. Esto se repite dos veces, depositando siempre



el material en la cúspide del cono, de modo que la caída de partículas se

distribuya uniformemente sobre la circunferencia de la base, luego es

aplanar el cono, y dividirlo en cuartos. Se descartan dos opuestos, para que

los otros dos formen la muestra, o si todavía es demasiado, se reduce

nuevamente mediante una partición.

(ASOCRETO, 2010)

GRANULOMETRÍA ASTM 136

DEFINICION:

Es la composición del porcentaje en los diversos tamaños de materiales y

agregados en una muestra, esta proporción se suele indicar de mayo a

menor tamaño, por una cifra que representa el peso, y el porcentaje parcial

de cada tamaño que paso o quedo retenido en diferentes tamices para hacer

mediciones

El tamaño de un agregado se define mediante el empleo de un tamiz de

referencia:

Tamaño máximo: corresponde a la abertura del menor tamiz de la serie de

tamices que permite el paso del 100% del material.

Tamaño máximo nominal: es el de la abertura del tamiz inmediatamente

superior a aquel cuyo porcentaje retenido acumulado es del 15% a más.

(ASOCRETO, 2010)

CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM C70

Los agregados pueden tener algún grado de humedad lo cual está

directamente relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad

depende a su vez del tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o

volumen total de poros.



Las partículas de agregado pueden pasar por cuatro estados, los cuales se

describen a continuación:

Totalmente seco. Se logra mediante un secado al horno a 110°C hasta que

los agregados tengan un peso constante. (Generalmente 24 horas).

Parcialmente seco. Se logra mediante exposición al aire libre.

Saturado y Superficialmente seco. (SSS). En un estado límite en el que los

agregados tienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se

encuentran secos. Este estado sólo se logra en el laboratorio.

Totalmente Húmedo. Todos los agregados están llenos de agua y además

existe agua libre superficial.

PESO ESPECÍFICO APARENTE Y REAL DEL AGREGADO (ASTM C 127

Y C 128)

Base teórica: Densidad: Relación entre masa y volumen

• Densidad seca o absoluta: Relación entre la masa seca de las partículas

no incluye volumen de poros saturables y no saturables.

• Densidad SSS: Relación que existe entre la masa en las SSS y su volumen

no incluye volumen de poros saturables y no saturables.

• Densidad nominal (*): Relación que existe entre la masa seca de las

partículas y el volumen total (No incluye poros saturables o a la superficie).

• Densidad aparente: Denominada así a la relación entre la masa de las

partículas y su volumen aparente, incluye el volumen de los poros saturables

y no saturables que hay dentro de las partículas. Esta es la más importante,

debido a que con ella se determina la masa de agregado requerido para un



volumen unitario de concreto, porque los poros interiores dentro de las

partículas de agregados van a ocupar un volumen dentro de la masa de

concreto y porque el agua que se aloja dentro de los poros saturables no

hace parte del agua de mezcla; entendiéndose por agua de mezcla tanto el

agua de hidratación del cemento como el agua libre que en combinación con

el cemento, produce la pasta lubricante de los agregados. • Grado de

absorción: Es la capacidad que tiene los agregados para llenar de agua los

vacíos permeables de su estructura interna, al ser sumergida durante 24

horas en agua y luego secarlos superficialmente.

RESISTENCIA A LA ABRASIÓN DE LOS ÁNGELES. AGREGADO

GRUESO (ASTM C 31)

La prueba de abrasión

Los Ángeles (ASTM C 131), evalúa la tenacidad y la resistencia a la

abrasión de los agregados. En esta prueba, una muestra de agregados

mezclados con una distribución de tamaño fijo se coloca en un gran tambor

de acero con bolas de acero de tamaño estándar que actúan como carga

abrasiva. El tambor se hace girar normalmente durante 500 revoluciones.

Después, el material se extrae de la máquina y se pasa a través de un tamiz

que retiene todo el material original. El porcentaje de pérdida de peso será el

número de abrasión LA. Este ensayo es una prueba empírica que no posee

base científica.

CANTIDAD DE MATERIAL A EMPLEAR 5000 (gr)

N° DE ESFERAS 12 11 8 6 N° DE REVOLUCIONES 500 TIEMPO DE

ROTACIÓN (15 minutos)



FOTOS Y TABLAS

FOTOS

Muestreo

Foto 1 Foto 2 Foto 3

Granulometría

1. Agregado grueso




2. Agregado fino

Contenido de humedad





Peso especifico





TABLAS

Tabla 1: DATOS DE ANÁLICIS GRANULOMETRICO PARA MATERIAL FINO

TAMIZmm.

TAMIZ

MATERIAL

RETENIDO (g)

MATERIAL RETENIDO ACUMULA

DO (g)

PORCENAJE

ACUMULADO %

PORCENTAJE

PASANTE %

9.51 3/4 0 0 0 100

4.75 N° 4 441.5 441.5 22.2 77.8

2.36 N° 8 305.1 746.6 37.6 62.4

1.18 N° 16 212.3 958.9 48.2 51.8

0.6 N° 30 243 1201.9 60.5 39.5

0.3 N° 50 416.9 1618.8 81.4 18.6

0.15 N° 100 237.9 1856.7 93.4 6.6

0.075 N° 200 80.7 1937.4 97.5 2.5

BANDEJA

BANDEJA: 50.5 1987.9 100.0 0

TOTAL TOTAL: 1987.9

FUENTE: PROPIA

ELABORACION: PROPIA



Tabla 2: HUSOS GRANULOMETRICOS

LIMITE INFERIOR LIMITE SUPERIOR

TAMIZ PORCENTAJ

E QUE PASA (%)

TAMIZ

PORCENTAJE

mm. mm.QUE PASA

(%)

4.76 95 4.76 100

2.36 80 2.36 100

1.18 50 1.18 85

0.6 25 0.6 60

0.3 10 0.3 30

FUENTE: ADAPTADA DE ASOCRETO 2010

0.01 0.1 1 100

20

40

60

80

100

120

curva granulométricalimite inferiorlimite superior

GRAFICA N°1: CURVA GRANULOMETRICA PARA AGREGADO FINO



Tabla 3: DATOS DE GRANULOMETRIA ´PARA MATERIAL GRUESO

TAMIZ (mm)

MATERIAL

RETENIDO (g)

MATERIAL

RETENIDO

ACUMULADO (g)

PORCENTAJE

ACUMULADO %

PORCENTAJE

PASANTE %

25.4 1213.2 1213.2 40.15 59.8519.1 1360.4 2573.6 85.17 14.8312.5 400 2973.6 98.40 1.60

9.5 19.6 2993.2 99.05 0.954.75 1.1 2994.3 99.09 0.91

BANDEJA:

0 2994.3 100 0

total: 2994.3 FUENTE: PROPIA

ELABORACION: PROPIA

Tabla 4: HUSOS GRANULOMETRICOS PARA MATERIAL GRUESO

TAMIZPORCENTA

JETAMIZ

PORCENTAJE

mm.QUE PASA (%) LIMITE INFERIOR

mm.QUE PASA (%) LIMITE SUPERIOR

50 90 50 100

37.5 35 37.5 70

25.4 0 25.4 0

19.1 0 19.1 15

12.5 0 12.5 0

9.5 0 9.5 0

4.75 0 4.75 0

FUENTE: ADAPTADA DE ASOCRETO 2010

ELABORACION: PROPIA



1 10 1000

20

40

60

80

100

120

GRAFICA N°2 CURVA GRANULO-METRICA PARA MATERIAL GRUESO

CURVA GRANULOMETRICAlimite inferiorlimite superior

FUENTE: PROPIA

ELABORACION: PROPIA

PROCEDIMIENTO

GRANULOMETRÍA ASTM 136

El procedimiento es el siguiente:

1. Obtener una muestra representativa de arena, la cual deberá estar secada al aire. (2000 gr.)

2. Colocar las mallas estándar de diámetro mayor o menor.

3. Colocar el material por partes y tamizar

4. Realizar el proceso de vibración de las mallas (tamizados), girando 5° cada 25 segundos.



5. Pesar el contenido de cada malla.

6. Limpiar las mallas.

7. Dibujar la curva granulométrica.

8. Determinar el módulo de finura. (Realizar sólo para agregado fino)

𝑀𝐹 =(% 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠 4,8,16,30,50,100)

CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM C70

El procedimiento es el siguiente:

1. Hacer el muestreo y tomar una parte del material (Lo que especifica el ensayo)

2. Colocar en recipientes medianos el material, mínimo 5 muestras.

3. Pesar la muestra en estado natural. (De cada recipiente con el material y restarle el peso del recipiente) (Ph)

4. Colocar en el horno a una temperatura de 100°C ±5°C por 24 horas, hasta peso constante (Ps) y determinar el peso seco de la muestra. (Tener misma consideración de la parte 3 para obtener el peso)

5. Determinar el contenido de humedad. (%) = (𝑃ℎ −𝑃 𝑠)/ 𝑃 𝑠 ∗100

* Mismo procedimiento para agregado grueso y fino. Tener en cuenta muestreo y peso mínimo. Para agregado fino obtener 2000 gr. de material.

PESO ESPECÍFICO APARENTE Y REAL DEL AGREGADO (ASTM C 127 Y C 128)



Procedimiento:

El procedimiento para calcular los diferentes pesos específicos del agregado grueso es el siguiente:

1. Obtención del material por muestreo y teniendo en base mínimo de material requerido en función al tamaño máximo.

2. Lavar los 5 Kg. del agregado grueso con bastante agua. (Para eliminar partículas muy finas)

3. Secamos la muestra a peso constante a una temperatura de 100°C±5 °C, dejándolo enfriar por unos minutos, para que pesemos a una temperatura ambiente este material. “A” (Utilizar bandejas)

4. Sumergir dentro de agua el material por un lapso como mínimo de 24 horas.

5. Luego de esto, sacar el material, extender y secar con un paño cada una de las partículas de los agregados. Luego pesamos y obtenemos la condición de las SSS (La condición de las SSS de un agregado, se obtienen de los pasos 1, 2 y 3) “B”

6. Posteriormente en una cesta de alambre colocamos el material a una temperatura de 20 °C y pesamos dentro del mismo. (No hay que topar por ningún motivo la cesta para que el peso sea lo más exacto posible) “C”

7. Por último se calcula de la siguiente manera, cada uno de los pesos específicos.

𝑃𝑠𝑒𝑐𝑜 = 𝐴/ (𝐵 –𝐶) …..(2) 𝑃𝑠𝑠𝑠 = 𝐵/ (𝐵 –𝐶) …..(3) 𝑃. 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝐴/ (𝐴−𝐶) …..(4)

% 𝐴𝑏𝑠.=(𝐵 –𝐴)/ 𝐴…..(5)

RESISTENCIA A LA ABRASIÓN DE LOS ÁNGELES. AGREGADO GRUESO (ASTM C 31)



Procedimiento:

1. Preparar el material de acuerdo a la gradación a utilizar.

2. Lavar el material seleccionado, secar por 24 horas en el horno a una temperatura de 100°C.

3. Determinar el peso inicial (5000 Kg)

4. Programar para 500 rev.

5. Luego sacar el material y tamizarla por la malla N° 12.

6. Finalmente calculamos el porcentaje de absorción con la siguiente expresión

GLOSARIO

Cesta: Recipiente tejido con mimbres, juncos, cañas, varillas de sauce u otra

madera flexible, que sirve para recoger o llevar ropas, frutas y otros objetos.

Tenacidad: Cualidad de tenaz.

Saturado: Dicho de un compuesto químico orgánico: Cuyos enlaces covalentes,

por lo general entre átomos de carbono, son de tipo sencillo.

Tamiz: pasar algo por el ~. fr.

Abrasión: Geol. Proceso de profundo desgaste o de destrucción, producido en

la superficie terrestre al arrancarle porciones de materia los agentes externos.

Modulo: m. Dimensión que convencionalmente se toma como unidad de

medida, y, más en general, todo lo que sirve de norma o regla.

Permeable: adj. Que puede ser penetrado o traspasado por el agua u otro

fluido.



Poro: m. Espacio que hay entre las moléculas de los cuerpos.

3. CONCLUSIONES

La granulometría del agregado fino del rio chonta nos describe que

el material se puede trabajar adicionándole un aditivo; en cambio la

de agregado grueso no cumple las condiciones estándar y es mejor

cambiar de cantera.

El contenido de humedad del agregado fino es 0.56 y 0.45 en

agregado grueso.

El peso seco es 2.58, El peso superficialmente saturado seco es

2.60, el peso aparente es 2.633 y el porcentaje de absorción es 0.8

del agregado grueso.

El porcentaje de desgaste del agregado grueso es de 32%.

4. RECOMENDACIONES

Que el laboratorio esté disponible por más tiempo.

Que los equipos estén disponibles en horas establecidas.

Que se realicen más salidas al campo para tener mayor

conocimiento sobre algunos materiales

Bibliografía



Asociacion Colombiana de productores de concreto - ASOCRETO. (2010). Tecnologia del concreto. Bogota: Nomos Impresores.

S. Mamlouk Y J. P. Zaniewski -. (2010). Materiales para ingenieria civil. Madrid-España: Cofras S. A.

Real Academia Española. (2001). Disquisición. En Diccionario de la lengua

española (22.a ed.). Recuperado http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=internet


http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=internet

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