Determinación Del Porcentaje de Agregado Grueso y Fino Del Hormigón

La presente Norma Técnica Peruana establece los procedimientos del muestreo del agregado grueso, fino y global; para los propósitos siguientes: Investigación preliminar de la fuente  potencial de abastecimiento. Control de la fuente de abastecimiento. Control de las operaciones en el sitio de su utilización. Aceptación o rechazo de materiales.  NTP 400.011:1976: AGREGADOS. Definición y clasificación de agregados para uso en morteros y concretos.

3.2. BASES TEÓRICAS Base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Este  porcentaje se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por un,  por abertura, de mayor a menor que son por los tamices1 ½ y1/4. La denominación en unidades inglesas (tamices ASTM) se hacía según el tamaño de la abertura en pulgadas  para los tamaños grandes y el número de aberturas por pulgada lineal para los tamaños grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal para tamices menores de pulgada.

Definiciones teóricas de ensayos de campo y laboratorio: Los ensayos son pruebas que se realizan in situ y en laboratorio basándose en pruebas y muestras tomadas en la zona de estudio. El número de muestras obtenidas, según la heterogeneidad deberá ser estudiada mediante ensayos de laboratorio, cuyos modos operativos se indicaran a continuación. Es fácil comprender que cuando se ensaya, con una pequeña masa de suelo, digamos unos pocos kilogramos. Y los resultados son extrapolados para describir las propiedades de toneladas de material en el terreno, se debe tener gran cuidado en que la muestra sea representativa del suelo, que se va a describir. Por lo que es necesario emplear todos los medios posibles para reducir y/o eliminar los errores de ensayos. Probablemente una de la mayor fuente de error en extrapolación de resultados de ensayo al terreno.

Agregados Según ANA TORRE CARRILLO (2004) “el término agregados denominados áridos,

inertes o conglomerados son fragmentos o granos que constituyen entre un 70% y 85% del peso de la mezcla, cuyas finalidades específicas son abaratar los costos de la mezcla y dotarla de ciertas características favorables dependiendo de la obra que se quiera ejecutar”.

El hormigón Es un material compuesto empleado en construcción, formado esencialmente por un aglomerante al que se añade partículas o fragmentos de un agregado, agua y aditivos específicos. El aglomerante es en la mayoría de las ocasiones cemento mezclado con una  proporción adecuada de agua para que se produzca una reacción de hidratación.  Las  partículas de agregados, dependiendo fundamentalmente de su diámetro medio, son los áridos. La sola mezcla de cemento con arena y agua se denomina   mortero. Existen hormigones que se producen con otros conglomerantes que no son cemento, como el hormigón asfáltico que utiliza betún para realizar la mezcla.

Agregado fino Es un conjunto de partículas de rocas disgregadas. En geología se denomina arena al material compuesto de partículas cuyo tamaño varía entre 0,063 y 2 mm. Una partícula individual dentro de este rango es llamada “ grano de arena”. Una roca consolidada y

compuesta por estas partículas se denomina  arenisca.  Las partículas por debajo de los 0,063 mm y hasta 0,004 mm se denominan limo, y por arriba de la medida del grano de arena y hasta los 64 mm se denominan grava.

Agregado grueso En arquitectura,  se considera piedra a un material de construcción,  que tradicionalmente ha venido siendo utilizado como uno de los principales materiales empleados para la ejecución de los distintos elementos que componen las  edificaciones:

Método del cuarteo mecánico Cuando el procedimiento a utilizar consista en un cuarteo mecánico, se procede como sigue: -

Se coloca la muestra de campo en la tolva o en el cucharón alimentador, distribuyéndola uniformemente en toda su longitud para que al verter sobre los conductos, fluyan por cada uno de ellos cantidades aproximadamente iguales de material.

-

La velocidad a la que se alimenta la muestra debe ser tal que permita un flujo continuo por los conductos hacia los receptáculos inferiores.

-

Se vuelve a introducir la porción de la muestra de uno de los receptáculos al cuarteador cuantas veces sea necesario, hasta reducir la muestra al tamaño requerido  para la prueba programada.

-

La porción de muestra que se recolecto puede ser conservada para reducción de tamaño para otras pruebas.

Método del cuarteo manual Cuando el procedimiento a utilizar consista en un cuarteo en forma manual, se  procede como sigue: -

Coloca la muestra de campo sobre una superficie plana, dura y limpia, donde no  pueda haber perdida de material ni contaminación con materias extrañas.

-

Homogeneiza el material traspapelando toda la muestra y acomodándolo en una pila cónica, depositando cada paleada sobre la anterior.

-

Por medio de la pala, ejerce presión sobre el vértice, aplanando con cuidado la pila hasta que obtener un espesor y un diámetro uniformes. El diámetro obtenido deberá ser aproximadamente de cuatro a ocho veces el espesor del material.

-

Seguidamente divide la pila aplanada en cuatro partes iguales con la pala o la cuchara de albañil.

-

Eliminan dos de las partes diagonalmente opuestas, incluyendo todo el material fino. Utiliza una brocha o cepillo para incorporar el material fino a la muestra respectiva.

-

Mezcla y homogeneiza el material restante y cuartéalo sucesivamente hasta reducir la muestra al tamaño requerido para las pruebas.

4. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Cálculos y resultados a. Datos iniciales Peso de los recipientes a utilizar PESO Arena

74 g

Piedra

189 g

-

-

Al llevar la muestra al horno por primera, se obtuvo el peso constante P 1. PESO I NI CIAL NETO

P  1 

Arena

530 g

516.18 g

Piedra

5000 g

4944,38 g

Luego de pasar por el tamiz llevar la muestra restante por segunda vez al horno, se obtuvo el peso constante P 2. P  1

P  2

Arena

486.18 g

300.41 g

Piedra

4944,38 g

4919,5 g

b. Cálculos De la Arena   =

(P − P ) P

 x 100% =

(486.18 − 300.41) 486.18

 x 100%

  = , %

De la Piedra   =

(P − P ) P

x 100% =

(4944,38 − 4919,5) 4944,38

x 100%

  = ,%

c. Resultados CUADRO DE RESULTADOS AGREGADO

P  1

P  2

A (%)

ARENA

486.18 g

300.41 g

38,21

PIEDRA

4944,38 g

4919,5 g

0.503

5. CONCLUSIONES De acuerdo a la siguiente tabla según la Norma Peruana del Hormigón

Nº Tamiz Porcentaje que pasa (%) 3/8

100

4

95 –  100

16

45 –  80

50

10 –  30

100

2 –  10

200

2  –  4

Se concluye que -

Comparando nuestros resultados con los requisitos de graduación se observó que el  porcentaje que pasa de la piedra pertenece dentro de los valores estandarizados por lo que se encuentra apta para su uso y/o empleo en la elaboración de morteros, mezclas, hormigones, asfálticas y tratamientos superficiales.

-

El material que pasa el tamiz #200 es 39.8494% debido al error cometido al momento de zarandear (tamiz en malas condiciones) o perdida de material en algunas ocaciones

6. RECOMENDACIONES

-

Utilizar equipos en perfectas condiciones para evitar la pérdida de muestra y así obtener resultados más acertados.

-

Tener cuidado al momento de transportar el recipiente contenido de la muestra para que no hayan pérdidas que afecten los cálculos finales.

7. BIBLIOGRAFÍA  ANA TORRE CARRILLO. 2004 Curso Básico de Tecnología del Concreto. Primera Edición. Lima. Universidad Nacional De Ingeniería. HERMAN ZAVALETA G. 1992 Compendio de Tecnología del Hormigón. Primera Edición. Santiago. Instituto Chileno del Cemento y el Hormigón.

2ºer LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Determinación por lavado del material que pasa el tamiz Nº200 (74um) 2. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Analizar y obtener la cantidad de pérdida del agregado a realizar por el método del lavado  por el tamiz n° 200.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Aprender un método de ensayo para determinar la cantidad de material más fino que 0.075mm en el agregado por lavado, dispersando las partículas de arcilla, materiales solubles en el agua, etc. Aprender a presentar los datos obtenidos de un análisis granulométrico y ser capaz de interpretarlo

3. JUSTIFICACIÓN

La importancia de los ensayos de laboratorio realizados es que hoy en día los desastres naturales como los terremotos hacen que las construcciones sean más

resistentes es por eso que los ensayos previos que se realizan deben ser de gran  presión. Es por ello que debemos saber la impurezas que tiene un agregado para asi  poder realizar bien un buen concreto. El agregado es un material inerte que se presta a ser ligado por una matriz para conformar una masa aglomerada la cual debe estar constituido por partículas limpias duras resistentes y durables, que desarrollen buena adherencia con la pasta de cemento, libres de recubrimientos de arcilla y de impurezas que interfieren el desarrollo del cemento. Este material es el más utilizado en las construcciones actuales.

4. MARCO TEÓRICO 3.1. Antecedentes El desarrollo de la tecnología en la construcción en la última década ha dado un impulso notable en los ensayos previos que se necesitan hacer para una buena construcción e allí la importancia de los ensayos de laboratorio. En anteriores laboratorios realizados por otros estudiantes se dio a conocer que el hormigón de la cuidad de Huaraz contiene muchas impurezas y por ende ese material no es bueno para la construcción, con esta referencia realizaremos el ensayo; también nos basaremos en las normas técnicas que disponemos. Las sustancias perjudiciales que pueden estar presentes en los agregados incluyen las impurezas orgánicas, limo, arcillas, carbón de piedra, lignito, y unas partículas blandas y ligeras. La mayor parte de las especificaciones limitan las cantidades permisibles de estas sustancias en los agregados. Las partículas de arcilla y otras del árido que son dispersadas por el agua de lavado, así como los materiales solubles en agua, son removidas del árido durante el ensayo. El material que logre atravesar por el tamiz Nº 200 está constituido principalmente  por materia orgánica, arcilla y limo, los cuales están presentes en los agregados, este material con un porcentaje excedente al permitido resultan perjudiciales al realizar la mezcla en la construcción. Para ellos definiremos a las arcillas y los limos.

El material más fino que 75 µm, puede ser separado de las partículas más grandes, completamente y con mayor eficiencia, mediante tamizado húmedo, antes que con la utilización del tamizado en seco; por lo tanto, cuando se desea determinar con precisión el material más fino que 75 µm en una muestra de árido fino o grueso, se debe utilizar este método de ensayo previo al tamizado en seco descrito en la normativa nacional (NTP 400.018 y ASTM C 117-79). Por lo general, la cantidad adicional de material más fino que 75 µm, que se obtiene en el proceso de tamizado en seco, es pequeña. Si esta diferencia es grande, se debe revisar la eficiencia de la operación de lavado, esto puede ser un indicio de la degradación de los áridos. En la mayoría de los áridos, el agua potable es adecuada para separar el material más fino que 75 µm del material más grueso. En algunos casos, el material más fino está adherido a las partículas más grandes, ya sea, como un recubrimiento de arcilla o recubrimientos en los áridos que se han extraído de las mezclas bituminosas. En estos casos, el material fino puede ser separado más fácilmente con un agente dispersor en el agua.

3.2. BASES TEÓRICAS Base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Este  porcentaje se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por un, por abertura, de mayor a menor que son por los tamices1 ½ y1/4. La denominación en unidades inglesas (tamices ASTM) se hacía según el tamaño de la abertura en pulgadas para los tamaños grandes y el número de aberturas por pulgada lineal para los tamaños grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal para tamices menores de pulgada.

Definiciones teóricas de ensayos de campo y laboratorio: Los ensayos son pruebas que se realizan in situ y en laboratorio basándose en pruebas y muestras tomadas en la zona de estudio. El número de muestras obtenidas, según la heterogeneidad deberá ser estudiada mediante ensayos de laboratorio, cuyos modos operativos se indicaran a continuación. Es fácil comprender que cuando se ensaya, con una  pequeña masa de suelo, digamos unos pocos kilogramos. Y los resultados son extrapolados  para describir las propiedades de toneladas de material en el terreno, se debe tener gran cuidado en que la muestra sea representativa del suelo, que se va a describir. Por lo que es necesario emplear todos los medios posibles para reducir y/o eliminar los errores de ensayos.

Probablemente una de la mayor fuente de error en extrapolación de resultados de ensayo al terreno. Porcentaje que pasa el tamiz N° 200. Está representado por limo, arcilla y materia orgánica, este a su vez es perjudicial para el concreto y en las obras convencionales se acepta hasta un cinco por ciento de este material y en las exigentes hasta un tres por ciento, pero si existe menos del que pasa 200 mejor la mezcla.

3.2.1. La arcilla Las arcillas se distinguen de otros suelos de grano fino por diferencias en el tamaño y la mineralogía. Limos, que son suelos de grano fino que no incluyen minerales arcillosos, suelen tener tamaños de partículas más grandes que las arcillas, pero hay cierta superposición tanto en tamaño de partícula y otras propiedades físicas, y hay muchos depósitos naturales que incluyen sedimentos y también arcilla. La distinción entre el limo y la arcilla varía según la disciplina. Los geólogos y los científicos del suelo suelen tener en cuenta la separación que se produzca en un tamaño de partícula de 2 m, sedimento menudo utilizan 4-5 m, y los químicos utilizan coloides 1 m. Los ingenieros geotécnicos distinguen entre limos y arcillas basados en las propiedades de plasticidad del suelo, medido por los límites de Atterberg los suelos. ISO 14688 califica las partículas de arcilla como siendo de menos de 2 m y limos grandes.



Arcilla:  Es el agregado mineral terroso o pétreo que contiene esencialmente silicatos de aluminio hidratados. La arcilla es plástica cuando está suficientemente pulverizada y saturada, es rígida cuando está seca y es vidriosa cuando se quema a temperatura del orden de 1 000°C.



Esquisto Arcilloso:   Es la arcilla estratificada en capas finas, sedimentadas y consolidadas, con un clivaje muy marcado paralelo a la estratificación.



Arcilla Superficial: es la arcilla estratificada no consolidada que se presenta en la superficie.

3.2.2. El limo

Los suelos tienen diferente textura según el tamaño de los fragmentos de roca de que se componen. Las partículas menores son trozos microscópicos de arcilla; las más grandes, granos de arena de diverso tamaño. Las partículas intermedias forman el lodo. El limo es una tierra compuesta de partículas de los tres tamaños: arcilla, lodo y arena. Según la proporción de humus (materia orgánica descompuesta) que contiene, el limo suele ser el tipo de suelo más productivo. Las tierras ligeras y arenosas, por ejemplo, son tan porosas que retienen muy poca agua. Las pesadas y arcillosas pueden contener más agua, pero las partículas están tan comprimidas que dejan poco espacio al aire que las raíces de las plantas necesitan para sobrevivir. Los limos reúnen las mejores cualidades de ambas: retienen bien el agua y el aire.

5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Cálculos y resultados Datos del hormigón 

Peso del recipiente = 5.09 kg.



Peso del recipiente + peso del hormigón = 22.686 kg.



Peso del hormigón neto = 17.596 kg.

Datos del agregado grueso (piedra) -

Peso del recipiente = 5.09 kg.

-

Peso del recipiente + peso del agregado grueso = 8.955 kg.

-  peso del agregado grueso neto =3.865 kg -

Medidas del borde del recipiente desde el borde a la superficie del agregado grueso

Angulo

0°

90°

180° 270°  prom

Medidas (cm) 12.4 11.6 11.0 11.6 11.65

-

Promedio de la altura = 11.65 cm

-

Diámetro del recipiente = 23.8 cm.

H

Datos del agregado fino (arena) -

Peso del recipiente = 5.09 kg.

-

Peso del recipiente + peso del agregado fino = 18.813kg.

-

Peso del arena =13.723 kg.

-

Medidas del borde del recipiente desde el borde a la superficie del agregado fino Angulo

0°

90° 180° 270°  prom

Medidas (cm) 7.4 6.9

7.8

7.2

-

Promedio de la altura = 7.325 cm

-

Diámetro del recipiente = 23.8 cm.

H

7.325

Datos del recipiente -

Diámetro: 23.8 cm

-

Altura: 21.8 cm.

Cálculo de volumen y masa % a) % EN VOLUMEN: Para el agregado grueso - H promd =11.65 cm - Htotal =21.8 cm

Área de la tapa:   =

- Harena =10.15 cm

  =

π 4

= 444.881

  

V = A x H = (444.881cm 2) (10.15cm) V = 4515.541 cm3 Vtotal =9698.404 cm3 % de agregado grueso =

4515.541

 .

  100% = 46.56 %

Para el agregado fino - H promd =7.325 cm - Htotal =21.8 cm - Harena =14.475 cm   =

  

= 444.881

V = A x H = (444.881cm2) (14.475cm) V = 6439.652 cm3 Vtotal =9698.404 cm3 % agregado fino =

6439.652

 .

  100% = 66.4 %

% piedra + % arena =66.4 %+46.56 %=112.96%

b) % EN MASA .

% agregado grueso =  7.  x 100% = 21.965% .7

% agregado fino =  7.  x 100% = 77.989% % piedra + % arena = 21.965%+77.989%=99.954%

Discusión de resultados En el caso del cálculo de % de agregado fino (arena gruesa) y agregado grueso (piedra) en volumen la suma de porcentajes resulta ser 112.96% (error de 12.96%), esto es a causa de la existencia de vacíos. Cuestión que o sucede con los pesos (el error es de 0.046%) este error se debe a la perdida de material en el desarrollo del ensayo o debido a que cierta cantidad de material que adherida en el recipiente. El hormigón estudiado tiene un porcentaje de 19% mayor en volumen de agregado fino, también el tiene un porcentaje de 56 % aproximadamente mayor en peso de agregado fino

6. CONCLUSIONES



El hormigón tiene mayor porcentaje de agregado fino tanto en peso y volumen

7. RECOMENDACIONES 

Humedecer la arena para evitar la pérdida o disminución de polvo.



Evitar perder la muestra debido a que al momento de los cálculos se obtendrán datos imprecisos.



Utilizar y verificar que los instrumentos y equipos estén en buen estado, para evitar errores en los cálculos requeridos.

 

Tener cuidado que al momento de la lavar la muestra no se pierda parte de la muestra. Las aguas del lavado deben ser bien claras para tener menor error

8. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA  ANA TORRE CARRILLO. 2004 Curso Básico de Tecnología del Concreto. Primera Edición. Lima. Universidad Nacional De Ingeniería. HERMAN ZAVALETA G. 1992 Compendio de Tecnología del Hormigón. Primera Edición. Santiago. Instituto Chileno del Cemento

7. RECOMENDACIONES 

Humedecer la arena para evitar la pérdida o disminución de polvo.



Evitar perder la muestra debido a que al momento de los cálculos se obtendrán datos imprecisos.



Utilizar y verificar que los instrumentos y equipos estén en buen estado, para evitar errores en los cálculos requeridos.

 

Tener cuidado que al momento de la lavar la muestra no se pierda parte de la muestra. Las aguas del lavado deben ser bien claras para tener menor error

8. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA  ANA TORRE CARRILLO. 2004 Curso Básico de Tecnología del Concreto. Primera Edición. Lima. Universidad Nacional De Ingeniería. HERMAN ZAVALETA G. 1992 Compendio de Tecnología del Hormigón. Primera Edición. Santiago. Instituto Chileno del Cemento