Materiales de la Construcción

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Índice

Lab. Materiales de la Construcción

ENSAYO DE AGREGADOS INDICE INTRODUCCIÓN.........................................................................................................3 Objetivo general:.......................................................................................................3 Objetivos específicos:................................................................................................3 MARCO TEÓRICO......................................................................................................4 1. Definiciones Básicas..........................................................................................4 1.1. Agregados..................................................................................................4 1.1.1. Agregado fino........................................................................................4 1.1.2. Agregado grueso....................................................................................4 1.2. Granulometría............................................................................................4 1.2.1. Granulometría de Finos y Gruesos........................................................4 1.2.2. Porcentaje pasa 200...............................................................................5 1.2.3. Desgaste de los ángeles.........................................................................6 1.3. Peso Específico De Finos..........................................................................6 1.4. Peso Específico De Gruesos......................................................................7 1.5. Peso Unitario de los agregados..................................................................8 1.5.1. Peso Unitario Suelto..............................................................................8 1.5.2. Peso Unitario compacto.........................................................................8 1.6. Colorimetría (CCCA: Ag3 – 1976)...........................................................9 1.7. Equivalente de Arena (MOP:E-108).........................................................9 MARCO METODOLÓGICO.....................................................................................11 1. Granulometría de Finos y Gruesos..................................................................11 2. Desgaste de los ángeles...................................................................................12 3. Peso especifico de finos...................................................................................14 4. Peso especifico de gruesos..............................................................................16 5. Peso Unitario...................................................................................................17 5.1. Peso unitario Suelto.....................................................................................17 5.2. Peso unitario Compacto...............................................................................19 6. Colorimetría.....................................................................................................21 7. Equivalente de Arena.......................................................................................22 TRATAMIENTO DE DATOS....................................................................................25 1. Granulometría..................................................................................................25 2. Desgastes de los Ángeles.................................................................................27

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3. Determinación por lavado del contenido de materiales más finos que el cedazo #200. CCCA: Ag 5(1968)........................................................................................28 4. Peso Específico del Agregado Fino (CCCA: Ag. 15).....................................29 5. Peso Específico del Agregado Grueso (CCCA: Ag 16)..................................30 6. Colorimetría (CCCA: Ag3 – 1976).................................................................31 7. Equivalente de arena (MOP: E 108)................................................................31 8. Peso unitario de agregado................................................................................33 TABLAS DE RESULTADOS....................................................................................37 ANÁLISIS DE RESULTADOS..................................................................................39 Quiñones Nayree.....................................................................................................39 Vargas Jhennaret......................................................................................................41 Urbina Oriana..........................................................................................................42 Urbano Rene............................................................................................................44 Zerpa Peggy.............................................................................................................47 Castro Luís...............................................................................................................49 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..........................................................53 Quiñones Nayree.....................................................................................................53 Vargas Jhennaret......................................................................................................55 Urbina Oriana..........................................................................................................56 Urbano Rene............................................................................................................56 Zerpa Peggy.............................................................................................................57 Castro Luís...............................................................................................................59 ANEXOS.....................................................................................................................64 BIBLIOGRAFÍA.........................................................................................................65

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Introducción

INTRODUCCIÓN Para los estudiantes de construcción civil llevar a cabo la ejecución de los diferentes ensayos como: colorimetría, equivalente de arena, granulometría, desgaste de los Ángeles, peso especifico de los agregados y unitario entre otros; aplicados a los agregados tanto finos como gruesos es esencial, ya que, estos pasaran a formar entre un 70 y/o 75% de la mezcla de concreto o mortero; también es fundamental que el agregado sea optimo para así poder proporcionar a la mezcla una resistencia y durabilidad favorables en estructuras. Objetivo general: Reconocer las diferentes características de los agregados por medio de los métodos de ensayo descritos en el laboratorio como: colorimetría, equivalente de arena, granulometría, desgaste de los Ángeles, peso específico y unitario entre otros; para saber si son aceptables o no. Objetivos específicos: *Detectar los compuestos orgánicos desfavorables en la arena, para saber si es la indicada a usar en la mezcla de concreto o mortero. *Estudiar cuantitativamente la cantidad de finos y ultra finos que conforman la arena. *Ensayar la gradación de tamaño de las partículas de los agregados con el fin de producir un empaquetamiento compacto. *Detectar la resistencia del agregado grueso mayor de ¾” al desgaste por medio de la máquina de los ángeles. *Calcular el peso específico para el cálculo del volumen que ocupa el agregado en el concreto. *Obtener el peso unitario suelto y compactado de agregados finos, gruesos y mezclados por medio del cálculo del ensayo de peso unitario.

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Marco Teórico

MARCO TEÓRICO 1. Definiciones Básicas 1.1.

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También 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. 1.1.1.

Agregado fino.

El agregado fino es aquel que pasa el cedazo o tamiz 3/8˝ y es retenido en el cedazo numero 200. 1.1.2.

Agregado grueso.

El agregado grueso es aquel que pasa el cedazo o tamiz 3˝ y es retenido el cedazo numero 4. 1.2.

Granulometría

Consiste en la distribución del tamaño de los granos. La gradación del material juega un papel muy importante en su uso como componente del concreto ya que afecta la calidad del material. 1.2.1.

Granulometría de Finos y Gruesos.

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Marco Teórico

Este método consiste en la determinación por tamices de la distribución del tamaño de las partículas de agregados finos y gruesos. Para una gradación optima, los agregados se separan mediante el tamizado, en dos o tres grupos de diferentes tamaños para las arenas, y en varios grupos de diferentes tamaños para los gruesos. Formulas a Utilizar •

%Retenido = W retenido x 100 W total

ε

•

% Más Grueso =

•

% Más Fino = 100% - % más grueso

•

Modulo de Finura =

acumulada del % retenido

ε

% más grueso desde tamiz #4 hasta #100 100

1.2.2.

Porcentaje pasa 200.

Está representado por limo, arcilla y materia orgánica, este a su vez es prejudicial 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 pasa 200 mejor la mezcla. Formulas a Utilizar •

% Finos = W antes de lavar – W después de lavar W antes de lavar

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Marco Teórico

1.2.3.

Desgaste de los ángeles.

Este método consiste en ensayar agregados gruesos de tamaños menores de 1 ½ ˝, por resistencia de abrasión usando la maquina de ensayo de los ángeles. Formulas a Utilizar •

% desgaste de los ángeles = W total – W tamiz #12 x 100 W total

1.3.

Peso Específico De Finos

Mediante el estudio de esta práctica se evaluara el peso del volumen absoluto de la materia sólida del agregado. Siendo este el factor que se usa para la determinación del volumen que ocupa el agregado y el concreto. Formulas a Utilizar •

P. E =

W1

_.

Wa+ W – Wp Donde: P. E = Peso Específico W1 = Peso de la muestra Saturada con superficie Seca Wa = Peso del picnómetro lleno con agua Wp = Peso del picnómetro con la muestra y el agua hasta la marca de calibración

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Marco Teórico

• •

P. E =

W

.

Wa+ W – Wp Donde: P. E = Peso Específico (Saturado con superficie seca) W1 = Peso de la muestra Saturada con superficie Seca Wa = Peso del picnómetro lleno con agua Wp = Peso del picnómetro con la muestra y el agua hasta la marca de calibración 1.4.

Peso Específico De Gruesos

Este método permitirá calcular con ayuda del principio de Arquímedes y con la 2da ley de newton la cantidad en volumen que ocupará el agregado grueso en el mezclado del concreto Formulas a Utilizar •

P. E =

W1

_.

W2 – W3 Donde: P. E = Peso Específico. W1 = Peso en el aire de la muestra secada al horno, en gramos. W2 = Peso en el aire de la muestra Saturada con superficie Seca

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Marco Teórico

W3 = Peso en el aire de la muestra Saturada, en gramos.

1.5.

Peso Unitario de los agregados

Este ensayo presenta la relación peso/volumen, para determinar como se van a seleccionar y manejar los agregados. Esta relación tiene cierta influencia sobre la calidad del cemento. •

P. U = W => W recipiente . Muestra – V recipiente V 1.5.1.

V recipiente Peso Unitario Suelto

Es aquel en el que se establece la relación peso/volumen dejando caer libremente desde cierta altura el agregado (5cm aproximadamente), en un recipiente de volumen conocido y estable. Este dato es importante porque permite convertir pesos en volúmenes y viceversa cuando se trabaja con agregados. 1.5.2.

Peso Unitario compacto

Este proceso es parecido al del peso unitario suelto, pero compactando el material dentro del molde, este se usa en algunos métodos de diseño de mezcla como lo es el de American Concrete Institute. Valores usuales de peso unitario

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Marco Teórico

P. U Suelto P. U Compacto 1.6.

Arena 1,4 – 1,5 1,5 – 1,7

Piedra 1,5 – 1,6 1,6 – 1,9

Colorimetría (CCCA: Ag3 – 1976)

Este método permite detectar de una manera cualitativa, la presencia de compuestos orgánicos nocivos en arenas naturales que serán utilizadas para la preparación de morteros o concretos. El reactivo que se utilizará para determinar la colorimetría será preparado en una solución al 3% de concentración de NaOH de la cantidad de agua a utilizar. Esto se evalúa con una tabla de colores la cual contiene 5 intensidades que van desde un ligero color amarillo hasta una coloración oscura. El material encontrado en la arena consiste en productos de descomposición vegetal, la cual aparece en forma de humus o arcilla orgánica. Ecuaciones 1) 600ml -------- 100% X ml= -------1.7.

3%

Equivalente de Arena (MOP:E-108)

Este método permite establecer si una muestra de arena posee exceso de materiales más finos que el cedazo numero doscientos. La muestra extraída para la evaluación de este ensayo debe cuartearse en estado seco, según el método CCCA Ag. 17 y

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Marco Teórico

reducirla hasta obtener, aproximadamente, quinientos gramos y finalmente se tamiza a través

del cedazo numero doscientos. Así mismo se calculara el promedio de tres resultados siempre y cuando no difieran entre ellos en más del dos por ciento. En todo caso; se rechazará aquella muestra que desvié los resultados del promedio general. Y finalmente para comprobar si la muestra estudiada es un agregado fino idóneo para la preparación de concretos este debe ser por la norma MOP-E-108 mayor o igual al 75 por ciento, esto a lo que respecta con agregado fino y ultra fino 25 por ciento. Formulas para los cálculos: El equivalente de la arena se calculara con la expresión: h2 EA = h1

x100

H2 = altura de la arena dentro de la probeta, en pulgadas. H1 = altura total de la muestra dentro de la probeta, en pulgadas.

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Marco Metodológico

MARCO METODOLÓGICO 1. Granulometría de Finos y Gruesos Equipos. •

Balanza: Las balanzas deberán permitir lecturas con apreciación de 0,5gr. en

el de caso de agregados finos y de 5gr. en el caso de agregados gruesos. •

Cedazos: Los cedazos estarán montados en marcos firmes y construidos de

una manera tal que impidan la pérdida de material. Además estos deberán ser de tamaños específicos permitiendo suministrar los datos que se requieren con esa práctica. •

Horno: Debe ser capaz de mantener una temperatura uniforme de 110+5º C.

Procedimientos. •

Seque la muestra en el horno a una temperatura de 110+5º C hasta peso constante.

•

Por orden de tamaño de aberturas decrecientes ajuste los cedazos, desde arriba hacia abajo y coloque la muestra en el cedazo superior. Agite los cedazos a mano o por medios mecánicos durante un período de tiempo suficiente, determinado por tanteo o determinado por mediciones en la muestra de ensayo, para cumplir con el criterio de cernido establecido en el siguiente párrafo.

•

Continúe el cernido hasta que durante un minuto no pase más de 1% en peso del residuo por ningún cedazo; el cernido a mano se realizara de la siguiente manera: Sostenga con una mano el cedazo, provisto de un recipiente y tapa ajustada, en

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Marco Metodológico

una posición ligeramente inclinada. Golpee el cedazo y muévalo hacia arriba con la otra mano unas 150 veces por minuto, girando el cedazo 1/6 de vuelta cada 25 golpes. Al determinar la suficiencia de cernido para tamaños mayores que el cedazo #4, limite el material en cedazo, a una sola capa de partículas. Si el tamaño de los cedazos ensamblados hace impractico el movimiento de cernido descrito, use cedazos de 20cm de diámetro para verificar la suficiencia del cernido. •

Si se desea la determinación exacta de la cantidad total que pesa el cedazo #200, primero ensaye la muestra de acuerdo con el Método de Ensayo para la Determinación por Lavado del Contenido de Materiales más Finos que el Cedazo #200 en Agregados Minerales. Añada el porcentaje más fino que el cedazo #200, al cernir la misma muestra seca. Después de la operación final de secado.

•

Determine el peso del material retenido en cada cedazo.

2. Desgaste de los ángeles. Equipos. •

Máquina de los ángeles: la constara de un cilindro hueco de acero de acero, cerrado en ambos extremos, con un diámetro interior 710+5mm y un largo interior de 508+5. El cilindro estará montado sobre puntas de ejes adosadas a los extremos del cilindro, pero sin penétralo y en forma tal que pueda rotar en el eje en posición horizontal con una tolerancia de 1 en 100 en su inclinación. El cilindro tendrá para introducir la muestra de ensayo. Deberá tener una tapa adecuada, a prueba de polvo, para cubrir la abertura y con medios para atornillar en su sitio. La tapa será diseñada de manera que mantenga el contorno cilíndrico

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Marco Metodológico

de la superficie interior a menos que la paleta que este situada en forma tal que la carga no caiga sobre la tapa o la toque durante el ensayo. Se colocara una paleta desmontable de acero a lo largo de una generatriz de la superficie interior del cilindro, que se proyecte Radialmente 90+2mm hacia su interior y a todo lo largo y con un espesor tal que al sujetarlo con pernos u otros medios adecuados, se mantenga firme y rígida. La posición de la paleta será tal, que su distancia a la abertura, medida a lo largo de la circunferencia exterior del cilindro en la dirección de la rotación no sea menor de 12cm. •

Cedazos: se utilizaran aquellos que cumplan con las especificaciones para cedazos de ensayo (CCCA: Eq2 y COVENIN 254).

•

Balanza: La balanza deberá permitir lecturas con apreciación de un gramo.

•

Carga abrasiva: Consistirá en esferas de acero, de aproximadamente 4,7cm de diámetro y cada una con un peso entre 390gr. y 445gr. Procedimiento

•

Escoja el tipo de gradación que más se adapte a la del agregado por ensayar, y conforme la muestra de acuerdo con los pesos indicados en las gradaciones de la muestra de ensayo.

•

Coloque el numero de esferas correspondientes dentro de la maquina de los ángeles y luego introduzca la muestra de ensayo.

•

Coloque la tapa de la maquina de los ángeles en su lugar y atorníllela firmemente.

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•

Marco Metodológico

Encienda la maquina y déjela rotara un velocidad de 30 a 33 r.p.m durante 500 revoluciones.

•

Después de las revoluciones, descargue el material sobre una bandeja y haga un cernido preliminar a través de un tamiz mayor que #12. Utilizando el método manual de cernido descrito en el método CCCA Ag.2, haga el cernido por el tamiz #12. Pese todo el material que ha quedado retenido en éste con apreciación de un gramo.

3. Peso especifico de finos Equipos •

Balanza: Será necesario que tenga una capacidad de medición 1kg o más, con una sensibilidad de 0,1g o menos y con una exactitud de 0,1% de la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de carga de 100g deberá de hacer una exactitud de 0,1g para una diferencia entre lecturas.

•

Picnómetros: Un matraz u otro recipiente adecuado en el cual se pueda introducir fácilmente la muestra de ensayo de agregado fino y en el cual se puede reproducir el volumen contenido con aproximación de +0,1 cm 3. El volumen del recipiente lleno hasta la marca deberá ser por lo menos 50% mayor que el espacio que ocupa la muestra de ensayo. Es satisfactorio el uso de un frasco volumétrico de 500cm3 de capacidad o un jarro provisto de un picnómetro, cuando se tome una muestra de ensayo de 500g en el caso de la mayoría de los agregados finos.

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•

Marco Metodológico

Molde: Metálico de forma tronco-cónica de 38mm de diámetro en la parte superior, 89mm de diámetro en la parte inferior y 74mm de altura, siendo metal de un espesor mínimo, calibre 20 (aproximadamente 0,9mm).

•

Compactador: Metálico de 340+15g de peso y con una cara compactadora plana y circular de 25+3mm de diámetro.

Procedimiento •

De inmediato introduzca en el picnómetro una muestra de aproximadamente 500g (también podrá usarse una cantidad distinta a los 500g, no menor a los 50g, pero se tendrá que reducir proporcionalmente los límites de exactitud en las pesadas y las mediciones) del agregado saturado con superficie seca, preparado según la preparación de la muestra y llénelo con agua aproximadamente el 90% de su capacidad. Ruede el picnómetro sobre una superficie plana, agítelo o inviértalo para eliminar todas las burbujas de aire. Ajuste su temperatura hasta 23+1,5º C, si es necesario, sumérjalo en agua en circulación y lleve el nivel del agua en el picnómetro hasta su capacidad de calibración. Determine el peso total del picnómetro con la muestra y el agua. Determine éste y todos los demás con aproximación de 0,1g.

•

Saque el agregado fino del picnómetro, séquelo hasta peso constante a una temperatura comprendida entre 100 y 110º C, déjelo enfriar hasta temperatura ambiente durante 30 a 90 minutos y péselo.

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•

Marco Metodológico

Determine el peso del picnómetro lleno con agua hasta su capacidad de calibración a una temperatura de 23+2,5º C.

4. Peso especifico de gruesos Equipos •

Balanza: Con capacidad de 5kg o más y con sensibilidad de 0,5g o menos

y con una exactitud de 0,1% de la carga de ensayo. Dentro de cualquier rango de carga de 500g deberá haber una exactitud de 0,5g para una diferencia entre lecturas. •

Recipiente para la Muestra: Una cesta de alambres Nº 6 o más finos, o

un balde con un ancho o una altura aproximadamente iguales y con capacidad de 4000 a 7000cm3. •

Dispositivos adecuados para suspender el recipiente para la muestra en

agua, desde el centro del platillo de la balanza. Procedimiento •

Después de un lavado completo para eliminar el polvo y otras impurezas superficiales de las partículas, saque la muestra hasta peso constante a una temperatura comprendida entre 100 y 110º C; déjese enfriar a temperatura ambiente durante 1 a 3 horas y luego sumérjala en agua a temperatura ambiente durante un período de 24+4 horas.

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•

Marco Metodológico

Seque la muestra de agua y hágala roda sobre un paño grande absorbente hasta hacer desaparecer toda película de agua visible. Seque separadamente las partículas más grandes. Tenga cuidado en evitar la evaporación del agua en los poros del agregado, durante la operación del secado de la superficie. Obtenga el peso de la muestra bajo la condición de saturación con superficie seca. Determine éste y todos los demás pesos con aproximación de 0,5g.

•

Después de pesar coloque de inmediato la muestra saturada con superficie seca en el recipiente y determine su peso en agua a una temperatura de 23+1,5º C. Antes de pesar, tome precauciones para eliminar todo el aire atrapado, agitando el recipiente mientras está sumergido.

•

Seque la muestra hasta peso constante a una temperatura comprendida entre 100 y 110º C, deje el aire a temperatura ambiente durante 1 a 3 horas y pésela.

5. Peso Unitario. 5.1.

Peso unitario Suelto. Equipos

•

Balanza: Deberá permitir lecturas con exactitud de 0,3% del peso leído en cualquier punto de su rango de uso. Se considera que el rango de uso comprende desde el peso del recipiente vacío hasta el peso del recipiente más su contenido, asumiendo un peso unitario promedio de 1600Kg/m3.

•

Barra compactadora: Recta de acero, de 16mm (5/8”) de diámetro, de aproximadamente 60cm de longitud y punta semiesférica.

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•

Marco Metodológico

Recipiente: Cilíndrico de metal, preferiblemente con asas. Deberá se hermético, con tapa y fondo firmes y parejos, con precisión en sus dimensiones interiores y suficientemente rígido para mantener su forma al ser maltratado. El borde superior deberá ser liso, plano con exactitud de 0,25mm y paralelo al fondo con una exactitud de 0,5º (Nota1). Los dos recipientes mayores, indicados en la Tabla 1 deberán estar reforzados con una banda metálica alrededor de la parte superior para obtener un espesor total de pared, no menor de 5mm en los 40mm superiores. La capacidad y dimensiones del recipiente deberán cumplir con los requisitos indicados en la Tabla A.

Tabla A – Dimensiones de los recipientes

Capacida d (litros) 3 10 15 30

Diámetro

Altura

Espesor mínimo del

Tamaño máximo

interior

interior

(mm) 155 + 2 205 + 2 255 + 2 355 + 2

(mm) 106 + 2 305 + 2 295 + 2 305 + 2

metal (mm) Fondo Pared 5,0 2,5 5,0 2,5 5,0 3,0 5,0 3,0

nominal del agregado Pulg mm ½ 12,5 1 25 1½ 40 4 100

Procedimiento Procedimiento con Pala - El procedimiento con pala se aplicará a agregados que tengan un tamaño máximo no mayor de 100mm o menos •

El recipiente se llenará con una pala hasta rebosar, descargando el agregado desde una altura no mayor de 5cm por encima de la parte superior del recipiente. Se deberán tomar precauciones para impedir en lo posible la

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Marco Metodológico

segregación de las partículas. El agregado sobrante se desechará con una reglilla. •

Se determinará el peso neto del agregado en el recipiente con exactitud de 0,1%; luego se obtendrá el peso unitario suelto del agregado multiplicando el peso neto por el factor de calibración calculado.

5.2.

Peso unitario Compacto. Equipos

•

Balanza: Deberá permitir lecturas con exactitud de 0,3% del peso leído en cualquier punto de su rango de uso. Se considera que el rango de uso comprende desde el peso del recipiente vacío hasta el peso del recipiente más su contenido, asumiendo un peso unitario promedio de 1600Kg/m3.

•

Barra compactadora: Recta de acero, de 16mm (5/8”) de diámetro, de aproximadamente 60cm de longitud y punta semiesférica.

•

Recipiente: Cilíndrico de metal, preferiblemente con asas. Deberá se hermético, con tapa y fondo firmes y parejos, con precisión en sus dimensiones interiores y suficientemente rígido para mantener su forma al ser maltratado. El borde superior deberá ser liso, plano con exactitud de 0,25mm y paralelo al fondo con una exactitud de 0,5º (Nota1). Los dos recipientes mayores, indicados en la Tabla 1 deberán estar reforzados con una banda metálica alrededor de la parte superior para obtener un espesor total de pared,

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no menor de 5mm en los 40mm superiores. La capacidad y dimensiones del recipiente deberán cumplir con los requisitos indicados en la Tabla A. Tabla A – Dimensiones de los recipientes

Capacida d (litros) 3 10 15 30

Diámetro

Altura

Espesor mínimo del

Tamaño máximo

interior

interior

(mm) 155 + 2 205 + 2 255 + 2 355 + 2

(mm) 106 + 2 305 + 2 295 + 2 305 + 2

metal (mm) Fondo Pared 5,0 2,5 5,0 2,5 5,0 3,0 5,0 3,0

nominal del agregado Pulg mm ½ 12,5 1 25 1½ 40 4 100

Procedimientos Procedimiento utilizado la Barra Compactadora - La barra compactadora se utilizará con agregados que tengan un tamaño máximo no mayor de 40mm. •

Se llenará la tercera parte del recipiente y se nivelará la superficie con la mano. Se compactará la masa con la barra compactadora, mediante 25 golpes distribuidos uniformemente sobre la superficie. Se llenara hasta las dos terceras partes del recipiente y de nuevo se compactará con 25 golpes como antes. Luego se llenará el recipiente hasta rebosar, golpeándolo 25 veces con la barra compactadora. Nivele con la mano la superficie del agregado o con un rasero de modo que las partes sobrantes de la pieza mayores del agregado grueso, compensen aproximadamente los vacíos mayores en la superficie que se halla por debajo de la parte superior del recipiente.

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•

Marco Metodológico

Se determinará el peso neto del agregado en el recipiente con exactitud de 0,1%; luego se obtendrá el peso unitario compacto del agregado multiplicando el peso neto por el factor de calibración calculado.

Procedimiento de Percusión - El procedimiento de percusión se aplicará a agregados que tengan un tamaño máximo mayor de 40mm, pero no mayor de 100mm. •

El recipiente se llenará en tres capas aproximadamente iguales. Cada capa se compactará colocando el recipiente sobre un piso firme como por ejemplo un piso de concreto y levantando alternativamente extremos opuestos de la base a unos 5cm del piso, para luego dejarlo caer en forma tal que dé un golpe. Por medio de este procedimiento, las partículas de agregado se acomodarán de modo compacto. Cada capa compactará, dejando caer el recipiente 50 veces en la forma descrita, 25 veces de cada extremo. El agregado sobrante se desechará con una reglilla.

•

Se determinará el peso neto del agregado en el recipiente con exactitud de 0,1%; luego se obtendrá el peso unitario compacto del agregado multiplicando el peso neto por el factor de calibración calculado según lo descrito en el último párrafo de calibración del recipiente.

6. Colorimetría Equipos. •

Balanza con apreciación de 0,5gr.

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Marco Metodológico

•

Cuarteador de agregado fino.

•

Frascos de vidrio: Se necesitarán dos frascos de vidrio claro, ovalados, graduados, con tapones de goma y de aproximadamente 350cm3. Procedimiento.

•

Llene un cilindro de vidrio hasta un tercio de su altura con la muestra de arena.

•

Añada la solución de hidróxido de sodio en el cilindro hasta alcanzar las dos terceras partas del cilindro, tomando en cuenta el volumen de solución y el del la muestra.

•

Tape el cilindro con el tapón de goma. Tómelo entre las dos manos y agítelo con un movimiento horizontal, durante 30 segundos, de izquierda a derecha. Deje reposar la muestra durante 24 horas después de la agitación.

•

Al cabo de ese tiempo compare el color de la sustancia que sobrenade la muestra con los colores de la escala de Garner.

7. Equivalente de Arena. Equipos. •

Equipo estándar de equivalente de arena formado por tres cilindros graduados o probetas de quince pulgadas de capacidad, una barra estándar, un envase

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Marco Metodológico

cilíndrico, un frasco cuya capacidad sea un galón y con una manguera de goma de 3/16 provista de un irrigador y una pinza que permite el libre paso del liquido. •

Cuarteador para agregado fino.

•

Cronometro que permita lecturas en décimas de segundos.

•

Cuchara de albañil.

•

Tamiz #4.

•

Tapón de goma. Procedimiento.

•

Afloje la pinza del equipo estándar y llene las probetas hasta la marca de 4,4.

•

Llene al ras el envase cilíndrico con una parte de la muestra por ensayar, y con un embudo, échela dentro de una de las probetas. Incline un poco la probeta y golpee el fondo con la palma de la mano, de tal forma que, pueda eliminar las burbujas de aire contenidas en el cilindro. Cuando observe que ya no salen burbujas deje reposar la muestra durante diez minutos. Anote la hora inicial y final del reposo.

•

Después del periodo de reposo, tape la probeta con el tapón de goma y agítela, ya sea a mano o por medios mecánicos, mediante noventa ciclos en treinta segundos.

•

Afloje la pinza para permitir el libre paso del líquido; destape la probeta e introduzca el irrigador sobre su propio eje. De vez en cuando, saque el irrigador

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Marco Metodológico

de una zona e introdúzcalo en otra, con la finalidad de que la muestra quede bien lavada. Saque el irrigador, suave y que este por encima de dicha marca y complete el nivel del liquido. Deje reposar, la muestra por veinte minutos. Anote la hora inicial y final del reposo. •

Después del periodo de reposo, lea directamente en la probeta la altura total de la muestra; posteriormente, introduzca cuidadosamente la barra estándar dentro de la probeta; deje que esta se asiente por su propio peso y luego, haga la lectura del nivel de arena en la probeta.

•

Realice este mismo procedimiento con las restantes. Este se puede hacer, simultáneamente, si se deja un tiempo de más o menos seis minutos entre cada probeta para la adicción del material.

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Tratamiento de Datos

TRATAMIENTO DE DATOS 1. Granulometría Procedimiento. En primen lugar se pesó 700gr de arena y 10 kilogramos las cuales es utilizaron para tamizarlos (cada material por separado). Para la piedra se utilizaron los tamices desde 1″ hasta Nº 4 y para la arena de 3/8″ hasta Nº 4 (cabe destacar que por el tamaño de la tamizadora, al momento de tamizar el agregado fino los tamices Nº 50 hasta Nº 200 no se tamizaron por medios mecánicos si no que se agito con la manos); luego se tamizaron al mismo tiempo y por separado por un tiempo de 2 minutos, al tamizar los agregados se obtuvieron los siguientes resultados: Agregado Fino Tamiz No. 3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1 1/4" 1" 3/4" 1/2" 3/8" 1/4" No.4 No.8 No.16 No.30 No.50 No.100

No.200

Agregado grueso peso retenido

porcentaje retenido

porcentaje más grueso

porcentaje más fino

11,2 30,8 206,4 140,5 110,7 102,2 63,9 27

1,6 9,4 29,56 20,07 15,81 14,6 9,13 3,86

1,6 6 36,56 55,63 71,44 86,04 95,17 99,07

98,4 94 64,94 44,37 28,56 13,96 4,83 73

6,8

0,97

100

0

peso retenido

1013,2 4158,35 4140,35 656,8 28,4 2,9

porcentaje retenido

10,13 41,58 41,4 6,57 0,28 0,04

porcentaje más grueso

10,13 51,71 93,11 99,68 99,6 100

porcentaje más fino

89,87 48,29 6,89 0,32 0,04 0

25

Agregados

Tratamiento de Datos

Para obtener los resultados, del porcentaje retenido, porcentaje más grueso y porcentaje mas fino en la tabla señalada anteriormente se realizaron las siguientes fórmulas: •

%Retenido = W retenido x 100 W total

•

%Retenido = 1013,2 x.100=10,13 10000

ε

•

% Más Grueso =

•

% Más Grueso = 10,13+41,58=51,71

•

% Más Fino = 100% - % más grueso

•

% Más Fino = 100-10,13=89,37

acumulada del % retenido

Luego de obtener los resultados, se realizó la gráfica de la curva granulométrica la cual se para graficarla se siguieron los siguientes pasos: 1. Se graficó los limites granulométricos de la arena y de la piedra según e tamaño máximo de cada material. 2. se gráfico los porcentajes mas fino en cuanto a el tamaño en abertura de cada material 3. Se concluyo que tanto la arena como la piedra utilizadas en el ensayo tienden a ser más gruesas, debido a que las gráficas de dichos materiales salen por la derecha de los límites granulométricos.

26

Agregados

Tratamiento de Datos

Además de graficar la curva granulométrica de cada material, se realizó la determinación de la relación Arena- agregados a través de la grafica del porcentaje del Beta, la cual para su realización se ejecuto los siguientes pasos: 1. Se busco el tamaño máximo del agregado grueso 2. Con la tabla de los límites granulométricos en función al tamaño máximo del agregado grueso, se graficaron dichos límites. 3. Se grafico el porcentaje mas fino de los dos agregados (fino y grueso) sobre los límites. 4.

Luego se calculo gráficamente el Beta, pasando dos líneas verticales sobre los puntos más externos de los porcentajes mas fino de la arena y piedra.

5. Finalmente se calculó cuantitativamente el Beta a través de la fórmula: B= B mayor- B menor 2 B= 67 + 63 = 65% 2 Lo que da a concluir que el Beta está en el rango 67-63, lo cual el Beta es de 65% indicando que la arena es mayor que la piedra debido a que según Norma Covenin 255 si Beta es > 50%, la arena > la piedra. 2. Desgastes de los Ángeles Para realizar este ensayo se efectuaron los siguientes pasos:

27

Agregados

Tratamiento de Datos

Primero: Se halló el tamaño máximo de la piedra el cual fue de 1”.Luego se pesó 5000gr entre los cuales fueron 1250gr del tamiz #1, 1250gr del tamiz ¾”, 1250gr del tamiz ½” y 1250gr del tamiz 3/8. Segundo: Los 5000grde piedra se introdujo en la máquina de los Ángeles junto a las 12 esferas, durante 15 minutos con una velocidad de 30 a 50 r.p.m. Inmediatamente de haber pasado los 15 minutos se sacó la muestra de la máquina que luego se tamizo por el tamiz #12, pesando el porcentaje retenido en el tamiz mencionado. Tercero: Se calculó el % Desgastes a través de la fórmula: % desgastes= W total- W retenido tamiz·#12 x 100 W total Con el resultado obtenido se concluyó que el material grueso, utilizado tanto en la tamización como en el desgaste de los ángeles, es aceptable debido a que por Norma (CCCA Ag 13) el desgaste debe de ser menor o igual al 50%. 3. Determinación por lavado del contenido de materiales más finos que el cedazo #200. CCCA: Ag 5(1968) Tomando 500gr de muestra esta se sometió al lavado a través de 2 tamices el #16 se usa para que el #200 no se maltrate con el material que pueda ser muy grueso. Luego del lavado se toma toda la muestra retenida en los dos tamices y se recolecta en una tara por medio del lavado y seguidamente se lleva el material al horno.

28

Agregados

Tratamiento de Datos

Después de sacar el material del horno se pesa y sacamos la diferencia del material que se tenía inicialmente con respecto al final y se obtiene así el % de finos. 4. Peso Específico del Agregado Fino (CCCA: Ag. 15) Se sumergió cierta cantidad de arena en agua para luego secarla por medios mecánicos hasta obtener una condición seca sobre superficie saturada; esta condición se determino tomando cantidades de muestra en varios intervalos de tiempo se tomo un molde cónico que se lleno con la mezcla y esto se compacto suavemente 25 veces luego se retira el molde y se alcanzara una condición seca sobre superficie saturada cuando al quitar el molde verticalmente se derrumbe ligeramente al agregado. Al obtener esta condición seca sobre superficie saturada se tomaron dos picnómetros que fueron llenados con un dedo de muestra para tomar su peso y a continuación se agrego agua hasta la marca de referencia e igualmente se tomo su pesaje. Seguidamente estas muestras se vaciaron en taras que fueron llevadas al horno para determinar el peso del agregado seco. NOTA: En las normas CCCA: Ag 15 (1968) se especifica que el picnómetro debe ser llenado con 500,0gr de muestra aproximadamente; pero en el laboratorio al llevar a cabo este ensayo se agrego un dedo de la mezcla y tomando como referencia el peso son estre 80 y 90gr. A continuación se grafica la tabla de recolección de datos con la que se trabajo en el ensayo de peso especifico del agregado fino: peso picnometro vacio pesop picnómetro con agua hasta la marca de referencia temperatura de ensayo densidad del agua a la temperatura de ensayo

M1 104,8 354 23 1

M2 108,2 gr 357,6 gr 23 ºC 1 gr/cm³

29

Agregados

Tratamiento de Datos

peso picnómetro con muestra saturada con superficie seca peso de la muestra saturada con superficie seca peso picnómetro con muestra(s.s.s) y agua hasta la marca referencia peso de la tara peso de la tara con la muestra seca peso de la muestra seca peso del volumen de agua desalojada (volumen real de la muestra) PESO ESPECIFICO PESO ESPECIFICO S.S.S PESO ESPECIFICO APARENTE ABSORCIÓN

196,3 91,5 410,5 197,6 483,6 88,4 35 2,53 2,65 2,77 3,5

191,5 83,3 409 192,1 464 79,8 31,9 2,5 2,61 2,8 4,38

gr gr gr gr gr gr gr gr gr gr %

5. Peso Específico del Agregado Grueso (CCCA: Ag 16) Se tomaron dos muestras de agregado grueso que fueron lavadas para retirar las impurezas o polvo que ese hayan en la superficie de la piedras; luego fueron llevadas al horno a una temperatura constante hasta secarlas por completo, seguidamente se dejan reposar de 1 a 3 horas hasta alcanzar una temperatura ambiente y luego se sumergen en agua en agua durante 24 horas. NOTA: Cabe destacar que los procedimientos descritos anteriormente no los llevamos a cabo nosotros por falta de tiempo, al llegar al laboratorio ya los profesores habían preparado la muestra hasta este paso. Al sacar las piedras del agua después de 24 horas sumergidas se seco la superficie para luego tomar su peso en el aire en condición seca sobre superficie saturada, a continuación también tomamos el peso de las muestras pero en el agua con la balanza hidrostática y seguidamente la muestra fue llevada al horno para obtener un peso seco final. A continuación se mostrara la tabla recolectora de datos utilizada para el reporte de ensayo de peso específico del agregado grueso:

30

Agregados

Tratamiento de Datos

temperatura del ensayo

M1 23

peso en el aire de la muestra saturado con superficie seca

289,8

Peso en el agua de la muestra saturada con superficie seca Peso de agua desalojada (volumne real de la muestra) Densidad de agua de la temperaturta del ensayo

180,4 109,4 1

Peso de la tara

197,6

Peso de la tara con la muestra seca

485

Pesoi de la muestra seca PESO ESPECÍFICO PESO ESPECIFICO S.S.S PESO ESPECIFICO APARENTE ABSORCIOÓN

289,4 2,63 2,65 2,69 0,84

M2 23 ºc 195, 4 gr 121, 2 gr 74,2 gr 1 gr/cm³ 197, 6 gr 390, 4 gr 192, 8 gr 2,6 gr 2,63 gr 2,63 gr 1,33 %

6. Colorimetría (CCCA: Ag3 – 1976). Mediante la elaboración de esta práctica se logro visualizar que la arena procesada con el hidróxido de sodio presento valores de compuestos orgánicas casi invisibles, esto fue con la ayuda de la escala de Gardner, en la cual se obtuvo un color amarillento que para esta es el numero 1. Pero previamente se cálculo la cantidad en gramos necesarios para disolverlo con el agua que se insertaría al envase, el cual fue de 18gramos. Este valor cualitativo que se obtuvo durante este ensayo con los valores que se estipulan en la escala de Gardner contenida en la norma CCCA: Ag. 3 lograron concluir que no contenía material orgánico la muestra de agregado fino estudiada. 7. Equivalente de arena (MOP: E 108).

31

Agregados

Tratamiento de Datos

Los resultados que se obtuvieron mediante el ensayo con la utilización de diferentes ecuaciones, se puede visualizar en la siguiente tabla:

Actividad Adición y Lavado Agitación y Lavado Comienzo del Reposo Hora de medición RESULTADOS Altura total muestra (h1) Altura de arena (h2) Equivalente de arena (%) Promedio: Desviación:

Tiempo to: to + 10 min to: to + 20 min

Hora por muestra 1 2 9:11 9:28 9:21 9:38 9:24 9:42 9:44 10:02 152 mm 98,5 mm 64,80% 65,01% 0,61%

Los resultados que se plasmaron en la tabla anterior basándose en la norma referente a la equivalencia de la arena MOP:-E-108 indican que debe ser mayor o igual al 75 % teniendo como valor promedio 65,01%. Mediante esto se puede visualizar a simple vista que el material fino, como lo es la arena es menor al valor patrón teniendo a su vez materiales ultra finos iguales al 34,99%. Siendo estos no aceptables para la preparación de concretos, a consecuencia, de que el material que sale del cedazo numero 200 pasa de 25 % como lo revela la norma citada anteriormente, que dice que el ultra fino debe ser igual o menor al 25 %. Asimismo estos resultados se lograron por formulas como se mencionaron en el capitulo anterior, pero es fundamental por los menos uno de cada uno colocar la comprobación de la ejecución de cada una de esas formulas, como se señalan a continuación: Equivalente de arena para muestra 1:

32

Agregados

Tratamiento de Datos

98,5 mm x100 % 64,8 152 mm = %

Promedio: 65,2 + 64,8 2

Desviación: 65,2 – 64,8 = 0,61% 64,8 Ultra fino: 100% – 65,01% = 34,99% 8. Peso unitario de agregado. El método de ensayo para el peso unitario no es más que la determinación de un peso compacto y uno suelto que se calcula a través de diferentes procedimientos como lo son: calibración del recipiente, determinación del peso suelto, procedimiento de percusión y determinación del peso compacto. Procedimiento. Para este ensayo el tipo de agregado que se utilizo fue un agregado mezclado cálculo del peso suelto:

33

Agregados

Tratamiento de Datos

Se procedió a llenar el recipiente de metal con el agregado hasta rebosar el mismo, y luego se enrazo con la barra compactadora de 5/8” y 60cm de longitud se llevo a pesar en la balanza; esto se realizó en dos ocasiones donde el margen de error fue menor al 1% entre muestra y muestra, lo cual es acorde con la norma CCCA: Ag10. Muestra numero 1 Peso del recipiente mas muestra= 8408gr (es el peso obtenido de la balanza) Peso muestra= 2846gr-8408gr= 5562gr Peso unitario = w muestra 1 Volumen recipiente Peso unitario =5562 = 1.85gr/cm3 2991 Muestra numero 2 Peso del recipiente mas muestra= 8325gr Peso muestra =8325-2846 = 5472 gr Peso unitario = w muestre2 volumen del recipiente Peso unitario =5479 = 1,83 gr/cm3 22991 El calculo del error se determino de la siguiente manera Error = peso unitario Mayor – Peso Unitario menor x 100 Peso Unitario Menor Error = 1,85 – 1,83 x 100 = 1%

34

Agregados

Tratamiento de Datos

1,83 Luego se determino un promedio del peso unitario de la segunda muestra: P.U. promedio = 1,85 gr./cm3 + 1,83gr./cm3 = 1,84gr./cm3 2 Calculo del peso compacto: Se procedió a llenar el recipiente de metal con el agregado utilizándose una pala, esto se realizó en tres capas, compactándose cada capa 25 veces con la barra compactadora de 5/8 ″ cada muestra se enraso con la barra compactador, luego las mismas se llenaron a la balanza a pesar. Cabe constar que el margen de error fue de 1% lo cual es acorde con la norma que se rigió para la ejecución de este ensayo CCCA: Ag 10. Muestra Nº1: Peso recipiente + muestra = 8350 (Peso obtenido de la balanza) Peso muestra = 8350 gr. + 2846gr. = 5504 Peso unitario = Wmuestra1 => 5504 = 1,84 Vrecip.

2991

Muestra Nº2: Peso recipiente + muestra = 8420 Peso muestra = 8420 gr. + 2846gr. = 5574

35

Agregados

Tratamiento de Datos

Peso unitario = Wmuestra2 => 5574 = 1,86 Vrecip.

2991

Observación: Se puede decir que los resultados obtenidos por los operadores tanto en el peso unitario suelto como en el compacto están acorde a la norma CCCA: Ag.10 ya que esta establece que el margen de error no debe inferir en más del 1%. Realizándose una muestra que contenía un agregado grueso y fino (mezclado). Tabla de datos. Peso (gramos) 2846

Volumen (cm3) 2991

PESO UNITARIO SUELTO Peso recipiente + Peso Peso PESO Tipo de muestra muestra unitario UNITARIO Agregado Muestra no. (gr) (gr) (gr/cm3) Error (%) (gr/cm³) 1 8408 5562 1,85 Combinado 2 8325 5479 1,83 1 1,85 PESO UNITARIO COMPACTO Tipo de Agregado Combinado

Peso Peso Peso PESO recipiente + muestra unitario Error UNITARIO Muestra no. muestra (gr) (gr) (gr/cm3) (%) (gr/cm3) 1 8350 5504 1,84 2 8420 5574 1,87 1 1,85

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Agregados Resultados

Tablas de

TABLAS DE RESULTADOS.

tabla de resultados: Ensayos:

Valores obtenidos:

Valor norma:

Peso especifico del agregado fino: Muestra no 1 Muestra no 2 Peso especifico: 2,53 2,5 Peso especifico sss: 2,65 2,61 Peso especifico aparente: 2,77 2,8 Absorcion: 3,5 4,38 Peso especifico del agregado grueso: Muestra Peso unitario y no 1 Muestra no 2 peso especifico Peso especifico: 2,63 2,6 de ArenaPeso especifico Agragados sss: 2,65 263 Peso especifico aparente: 2,69 2,63 Absorcion: 0,84 1,33 Ensayo de peso unitario de agregados: Peso Error% unitario(gr/cm3): Suelto:

1

1,84

Compacto:

1

1,85

Tamaño maximo: Modulo de finura: Finos(%): Granulometria Beta:

Norma:

2,5 a 2,6

Manual de concreto estructural

2,5 a 2,6

Manual de concreto estructural

1,5 a 1,6

Manual de concreto 1,6 a 1,9 estructural

1" 3,49 5,8

Manual de concreto 2;2,3;3;4 estructural COVENIN 277 Al elaborar los ensayos de peso unitario de agregados, peso especifico del agregado grueso y fino se adquirieron los siguientes resultados: 1.Peso unitario de los agregados: al evaluar los errores del peso unitario compacto y el peso unitario suelto resulto 1%, del cual se puede inferir que el resultado está dentro de los límites puesto que la norma CCCA: Ag 10 establece que el porcentaje de error no debe de diferir de en más de 1%. 2. En Cuanto al peso específico del agregado grueso en las dos muestras ensayadas se encuentra entro de los valores normativos debido a que los resultados obtenidos fueron 2,63gr y 2,60 gr y la norma Covenin 268 y 269 establece que el peso específico ondea entre 2,5 a 2,7gr. 3. Por último el ensayo de peso especifico del agregado fino resultó 2,51 y al compararlo con la norma que rige este ensayo (covenin 268 y 269) se llegó a que el peso especifico de este material esta entre los parámetros los cuales son entre 2,5 y 2,7.

46

Agregados

Análisis de los Resultados

Según el método de ensayo de colorimetría, se puede decir que se obtuvo como resultado el color Nº 1 ( el amarillo numero 1 de la escala de Garner), una cantidad de material orgánico tolerable; cabe destacar que esto no es exacto, ya que por razones de tiempo se espero un lapso de dos horas, cuando la norma establece que se debe esperar 24 horas, si se hubiese esperado el lapso estipulado por la norma CCCA Ag3, se obtendría un color más oscuro que corresponde al número 2 de la escala de Garner, se llegaría a esta resultado por que el lugar donde está la muestra no permite su deterioro, (laboratorio de materiales). En la ejecución del ensayo de equivalente de arena, de obtuvo el valor de 65,01% se puede decir que el agregado más fino es de 34,99%, donde la cantidad de arena no es aceptable para la preparación de mortero y concreto, porque la norma establece que el equivalente de arena debe ser mayor o igual al 75% y el agregado más fino debe ser menor o igual a un 25% ( MOP E108). En el método de ensayo de granulometría, se evaluaron varios aspectos importantes entre ellos: La tabla granulométrica, el lavado de las piedras, curvas granulométricas y el beta. 1. En la tabla granulométrica se calculó el porcentaje retenido, el porcentaje más grueso, el porcentaje más fino, el modulo de finura (3.49) y el tamaño máximo (1 pulgada), donde cabe destacar que al realizar el cálculo de modulo de finura la arena no se encuentra en los valores acordes según Porrero, porque este indica que debe ser menor o igual a 3 . 2. Al realizar este ensayo se tomo 10 Kgrs de piedra, pero la norma establece que para una pulgada se debe utilizar 20 Kgrs, pero por cuestiones de manejo de aparatos se utilizo la mitad.

47

Agregados

Análisis de los Resultados

3. Para el lavado de arena se obtuvo un porcentaje de 6,15, resultados que está por encima del valor límite que debe ser menor al 5% según la norma CCCA Ag5. 4. En la curva granulométrica se pudo observar que tanto el agregado grueso como el fino se salieron por debajo de los límites, queriendo esto decir que la piedra tienda a ser más gruesa al igual que la arena. 5. En el cálculo del beta se observo que la arena era mayor que la piedra mediante, la siguiente relación: B > 50%; arena > piedra, donde el beta tuvo un promedio del 65% entre el rango (6367), cabe acotar que la norma que rige este ensayo es COVENIN 255 Según el método de ensayo de desgate de los “Ángeles” los resultados obtenidos en el laboratorio son bastantes óptimos en la resistencia al desgaste del agregado, se puede decir que este agregado es apto para la realización de una mezcla de concreto, ya que este arrojo como resultado un 31,34% y la norma CCCA Ag13 establece que debe ser meno o igual al 50%. En el método de ensayo para el cálculo de peso unitario los resultados obtenidos están acordes con la norma ya que tanto en el peso compacto como en el suelto el margen de error fue de 1%, valor establecido por la norma COVENIN 263-78 y CCCA Ag10. Según el cálculo en el modelo de ensayo del peso especifico, se pudieron observar los siguientes valores: para el peso especifico del agregado grueso las dos muestras ensayadas arrojaron un producto que se encuentran dentro de los resultados normativos, donde la muestra número 1 es igual a 2.63 grs, y la muestra numero 2 a

48

Agregados

Análisis de los Resultados

2,60grs, Este cálculo coincide con lo que dice la norma COVENIN 268-269, que afirman que el peso especifico del agregado grueso oscila entre 2.5grs, a 2,7grs. Para el peso especifico del agregado fino los resultados están dentro de los valores normados, COVENIN 268-269, ya que para este agregado el peso especifico se halló dentro del siguiente rango (2,5 a 2,7grs), se puede acotar que los valores de las muestras en un promedio son de 2.5 gramos . Puede observarse que mediante los ensayos realizados en el laboratorio un buen porcentaje de los resultados obtenidos se encuentran dentro de los valores normados, esto quiere decir que el agregado grueso y el agregado fino son óptimos para la elaboración de mezcla de mortero y concreto.

Los resultados que fueron visualizados en estas practicas permitieron lograr comparar esas cantidades numéricas con de observación con los valores normativos que están plasmados en las diversas normas. Con ellas se semejaron y se diferenciaron los ensayos ejecutados, esos criterios a continuación se mencionan: Colorimetría: Al proceder con esta práctica se procesaron resultados tales que permitieron indicar al compararla con la norma CCCA: Ag.3 o COVENIN 256-77 que la cantidad presentada de compuestos orgánicos en la arena fue admitible. Debido a que con el aparato que indica la norma, el aparato de colores de Grander, el color que presento la sustancia liquida es tal que no se visualizaron materiales orgánicos. De modo similar, se observo que el lazo que duro el cilindro con la arena y la sustancia liquida mezclada fue muy corto comparado con el de la norma que es de 24 horas para verificar

adecuadamente la cantidad de compuestos orgánicos. Sin

49

Agregados

Análisis de los Resultados

embargo, teniendo en cuenta la procedencia de la muestra ha estudiar se puede considerar que la arena no debió de conservar material vegetal o animal. Pero para obras convencionales u otras se debe esperar el tiempo requerido, ya que, se desconoce el lugar donde se almaceno ese material fino. Equivalente de arena: El producto que se midió mediante la práctica que describe la norma MOP: E-108 comparados con los valores de esta norma permitieron indicar las semejanzas y los factores que no se tomaron en cuenta como se indica a continuación: Los valores que se consiguieron en el ensayo haciendo semejanza con la norma fueron contrarios a estos, como material fino se obtuvo 65,01% siendo menor al 75% y material ultra fino 34,99% mayor al 25%. En consecuencia, la arena contenía un exceso de material mas fino que el cedazo o tamiz numero 200. Teniendo el ultra fino 9,99% más que el agregado fino. Granulometría: La elaboración de este ensayo permitió determinar la curva granulométrica, el beta y el desgaste de los ángeles, por mencionar algunos. Esto se logro mediante algunas de las instrucciones indicadas en la norma CCCA Ag:2. Logrando comparar los datos obtenidos con las diversas normas que rige cada ensayo como se menciona en los siguientes enunciados: •

Los valores obtenidos con respecto al modulo de finura al simularse con lo indicado por Porrero y otros (2004) en su libro Manual del Concreto Estructural debe estar entre los valores 2,3 a 3,1. teniendo como resultado igual a 3,49%. Asiendo similitud con lo anterior se tiene una arena muy gruesa sobresaliendo de esas cantidades.

50

Agregados

•

Análisis de los Resultados

El porcentaje de finos comparados con la norma CCCA: Ag.5 se tiene que esta se encuentra elevada teniendo 5,8% de finos. Esto se afirma por lo dicho en la norma que debe ser menor al 5%.

•

Por otro lado, se evaluó la resistencia por abrasión del agregado grueso hacinado una comparación con la norma CCCA: Ag.13. Obteniendo como resultado que la muestra estudiada contenía una alta resistencia por abrasión. Debido a que se midió un valor menor al 50% como lo indica la norma antes dicha, este fue de 31,34%.

•

Con respecto al tamaño máximo Porrero y otros (2004) mencionan que se denomina al tamiz que contiene el tamaño máximo de la muestra si y solo si presenta un 95% de del porcentaje más fino.

•

Del mismo modo se evaluó que tan grueso o fino fueron las muestras de arena y piedra con la ayuda de la curva granulométrica siendo estos ambos gruesos, debido a que, mediante la comparación de los valores límites y los valores de porcentaje más finos se logro visualizar. Esto se afirma con lo expuesto por Porrero y otros quienes mencionan que se debe regir por esos valores límites, a consecuencia, de que han sido estudiado y comprobado experimentalmente que el concreto debe contener de los agregados esas características.

•

A su vez se construyo una grafica denominada Beta para conocer la proporción arena-piedra. Teniendo como resultado que le Beta es igual a + 65%. Siendo la arena mayor que la piedra, a consecuencia de tener un Beta mayor al 50%.

51

Agregados

Análisis de los Resultados

Peso específico del agregado fino: Durante la determinación de los pesos referentes a esta práctica y la absorción del agregado fino se obtuvieron resultados favorables para la elaboración del concreto. Teniendo un promedio de 2,51gr./cm3 que para Porrero y otros (2004) debe estar entre 2,5 gr./cm3 -2,7 gr./cm3. Y a su vez se obtuvo un promedio de absorción igual a 3,89%. Peso específico del agregado grueso: En el lazo que se midieron los datos que determinaron la finalización de este ensayo se lograron obtener dos características fundamentales de la piedra como lo fueron el peso especifico del agregado grueso, del cual se determino un promedio dando como resultado 2,615 gr./cm 3, que para Porrero y otros (2004) debe asilar entre 2,5 gr./cm 3 – 2,7 gr./cm3. Estando el peso especifico entre lo normativo. Y luego se calculo la absorción teniendo como promedio igual a 1,085%. Peso Unitario: la evaluación del agregado mediante este ensayo se procedió mediante dos prácticas que permitieron comparar con la norma CCCA: Ag.10 el peso unitario de una muestra combinada, la cual logro resultados admisibles en ambas, como se indica a continuación: El peso unitario suelto logro un margen de error de 1%, siendo este aceptable por lo indicado en la norma referente a esta prueba. Así mismo el peso unitario compactado tuvo la misma porcentualidad. Del mismo modo la norma COVENIN 263 indica los pesos sueltos y compactados normativos para los cuales no se refirieron; a consecuencia de tener muestras combinadas. En otras palabras, la muestra de arena y piedra no fueron evaluadas por separado.

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Agregados Recomendaciones

Conclusiones y

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El estudio de agregados para concretos estructurales comunes es de suma importancia ya que estos ocupan entre el 70 y 75% del volumen de la masa endurecida; para estos estudios es fundamental realizar ciertos ensayos como los que son realizados en el laboratorio del Instituto de Tecnología “Dr. Federico Rivero Palacio” Región Capital (Granulometría de finos y gruesos, % pasa 200, Desgaste de los ángeles, peso específico de finos y grueso, peso unitario, equivalente de arena y colorimetría) Mientras más densamente pueda empaquetarse el agregado mejor será: •

El refuerzo

•

La resistencia a la intemperie

•

La economía del concreto Por eso resulta de fundamental importancia la gradación del tamaño de las

partículas de los agregados, con el fin de producir este empaquetamiento compacto. También es importante que el agregado tenga buena resistencia a la intemperie y durabilidad, para esto es necesario que el agregado esté libre de impurezas (arcillas, limo o materias orgánicas) que pueden debilitar la unión con la pasta. Estas impurezas son las que pasan a través del tamiz #200 que en obras convencionales aceptan un 5% y en las exigentes un 3%, cabe destacar que mientras menos de este material halla mejor por lo antes mencionado. Para determinar si el agregado fino es idóneo para preparación de concretos o posee excesos de material más fino del tamiz #200 se utiliza el ensayo de equivalente de arena, y para

53

Agregados Recomendaciones

Conclusiones y

determinar la presencia de compuestos orgánicos nocivos en las arenas naturales se utiliza el ensayo de colorimetría. Cuando se desea una gradación optima, se separa mediante cernido, en dos o tres grupos de diferente tamaño para las arenas (la arena también denominada agregado fino va desde el tamiz 3” hasta el #4) y en varios grupos de diferentes tamaños para la piedra (la piedra también es llamada agregado grueso o grava y va desde el tamiz 3/8” hasta el #200). El tamaño máximo del agregado grueso está controlado por la facilidad con que este debe pasar por los cedazos, es decir que si por un cedazo pasa un 95% ese cedazo va a ser el tamaño máximo del agregado. La resistencia a la abrasión, desgaste o dureza del agregado, es una propiedad que depende principalmente de las características de la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partículas van a estar sometidas a un roce continuo como es el caso de los pisos, pavimentos, túneles de desvío en represas, tuberías a presión, aliviaderos, entre otros, para lo cual los agregados que se utilizan deben estar duros. Para determinar la dureza se utiliza el método de desgaste de los ángeles que consiste básicamente en colocar una cantidad específica de agregado grueso de tamaños menores de 1 ½” dentro de un tambor cilíndrico de acero que está montado horizontalmente, se añade una carga de bolas de acero y se aplica un número determinado de revoluciones. El choque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasión y los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial y la masa del material desgastado. Uno de los cálculos que se utilizan para calcular el volumen del agregado dentro del concreto es el ensayo de peso específico, y para establecer las relaciones peso/volumen que sirven para el manejo de los agregados se utiliza el peso unitario;

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Agregados Recomendaciones

Conclusiones y

si este se calcula con regularidad en una obra sirve para descubrir posibles cambios bruscos en la granulometría o en la forma del agregado.

Con respecto a lo estudiado anteriormente llegamos a la conclusión, de que mediante una serie de detallados ensayos, pudimos comprobar y poner en practica los 3 ensayos establecidos en el informe: Granulometría, Equivalente de Arena, Colorimetría, Desgastes de los Ángeles, Peso Unitario de Agregados, Peso especifico de los agregados finos y gruesos. En los cuales se determino cualitativamente la materia orgánica que pueden tener los agregados finos utilizando el método de la escala de colorimetría y en el de equivalente de arena establecer el porcentaje del mismo para mejores resultados en la elaboración de concretos y morteros. Cabe destacar que el ensayo de Equivalente de arena, al ensayar la muestra el cálculo obtenido fue el siguiente: % equivalente de arena =65,01%, teniendo muy poco % de equivalente de arena y mucha cantidad de agregado ultra fino (34,49%), se pudo concluir que este ensayo no es aceptable según la norma para mezclas en morteros y concretos ya que el resultado de % de finos fue excesivo, con un % de 5,8% indicando que la cantidad de arena ensayada tenia gran cantidad de limos o arcilla lo que trae como consecuencia que a la hora de utilizar este agregado en una mezcla no logre cubrir los gramos requeridos. En cuanto a los demás ensayos se pudo analizar, el % en partículas perjudiciales que pueden tener los agregados gruesos y finos por del lavado del tamiz numero 200, además de la diferencia de pesos por absorción de los agregados finos y gruesos en porcentaje de absorción, visualizar la distribución de tamaños de los

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Conclusiones y

mismos por el método de la tamizado, determinar el Tamayo máximo del agregado grueso y por ultimo el modulo de finura adecuado de una arena para producir concreto dentro de una granulometría .Y finalmente comprobando que todos estos ensayos se encontraron aceptables en la norma para mejores mezclas en obras civiles

Los diferentes modelos de ensayo aplicados a los agregados en el laboratorio son fundamentales para saber su nivel de calidad, que será determinado al comparar los resultados con la diferentes normas; los agregados o áridos son parte esencial de cualquier mezcla de concreto y/o mortero ya que forman gran parte de la mezcla en cuanto a volumen se trata. En los ensayos también se estudia el comportamiento del material ante agentes que pueden llegar a maltratarlo como por ejemplo la abrasión a la que se somete el agregado al momento de realizar el ensayo a través de la maquina de los angeles. En general los agregados o áridos deben ser ensayados para determinar sus características y/o propiedades y por medio de estas saber que cualidades pueda desarrollar en el momento de utilizarse en cualquier estructura. Estas cualidades pueden ser: *Tener buena resistencia. *Durabilidad. *Resistencia a la intemperie. *Estar libre de impurezas como materias orgánicas.

Al momento de hablar de los agregados se debe estar al tanto de que estos constituyen las tres cuartas partes de una mezcla tanto de mortero como de concreto, es de allí la suma importancia de realizar los siguientes ensayos: granulometría, Equivalente de

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Arena, Colorimetría, Desgastes de los Ángeles, Peso Unitario de Agregados, Peso especifico de los agregados finos y gruesos. Al ejecutar los ensayos anteriormente mencionados se puede finiquitar que: Los ensayos de colorimetría, granulometría, desgastes de los ángeles, Peso unitario de agregados, Peso especifico de los agregados finos y gruesos al realizarlos, sus resultados son admisibles según la norma que rigen a cada ensayo, además los agregados ensayados tienen ciertas características que fueron comprobadas para su ejecución en mezclas para el área de construcción civil. Cabe destacar que el ensayo de Equivalente de arena, al ensayar la muestra el cálculo obtenido fue el siguiente: % equivalente de arena =65,01, lo que da a concluir que la muestra ensayada tiene muy poco % de equivalente de arena y mucha cantidad de agregado ultra fino (34,49%), lo que resulta que este agregado no sea aceptado como agregado fino en cualquier mezcla, ya sea de concreto o de mortero, y también se debe recalcar que el resultado de % de finos fue excesivo con un % de 5,8 lo que concluye que la cantidad de arena ensayada tenia numeroso cantidad de limos o arcilla lo que trae como consecuencia que a la hora de utilizar este agregado en una mezcla no logre cubrir los gramos requeridos para obtener una excelente muestra.

Mediante los ensayos realizados en el laboratorio, se pudieron estudiar algunas características

básicas de los agregados fundamentales para la elaboración de

concreto y morteros. Estos ensayos son los siguientes: 1. Colorimetría: Es el ensayo capaz de describir la cantidad de materia orgánica nociva para la arena, mediante la escala de Garner, donde los números 1,2,3 son arena confiable que tiene materia orgánica tolerable y el 4,5 son los que nos indican

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Conclusiones y

que la arena está llena de mucha materia orgánica la cual no sirve para una mezcla de mortero y concreto, todo esto apoyado en la norma CCCA Ag 3. 2. Equivalente de Arena: Fue el ensayo donde se pudo observar el porcentaje de agregado fino y más fino, sabiendo que la relación por norma es de mayor o igual a 75% para el agregado fino, y el agregado más fino menor o igual al 25%, donde la práctica de este ensayo arrojo un valor no acorde con la norma MOP E108. Cabe destacar que no es una arena aceptable para la preparación de morteros. 5. Granulometría: En este modelo de ensayo, se pudo evaluar los dos tipos de agregados, sabiendo que esta práctica es importante para determinar el tamaño de los granos.

6. Desgaste de los Ángeles: Con este ensayo, se pudo ver la resistencia de la piedra a través del aparato de los “Ángeles” viendo que tan resistente puede llegar a ser el agregado grueso, para ser utilizado en una mezcla de concreto. 7. Peso unitario: Los resultados que se obtuvieron mediante este modelo de ensayo, están bajo la norma CCCA Ag10, ya que este establece que el margen de error no debe diferir en más de 1%. Esta práctica se realizo con una muestra que contenía agregado grueso y fino. 8. Peso Específico:

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Cabe destacar, que este ensayo es fundamental en el volumen absoluto de la materia sólida del agregado sin incluir huecos entre granos donde el cálculo en el agregado grueso es de 2,63gr y 2,60gr, valores que se rigen mediante la norma COVENIN 268-269, por otro lado los valores del agregado fino oscilan dentro de la norma ya que arrojaron resultado q se encuentran en el rango (2,5gr a 2,7gr). Podemos finalizar con que los diferentes ensayos realizados son básicos para saber cuan buenos pueden ser los agregados para las diferentes mezclas de mortero y concreto ,tanto en un ensayo, como en obras civiles, sabiendo que en las practicas realizadas un buen número de resultados obtenidos son apropiados al ser comparados con las normas correspondientes para la evaluación de agregados.

Por medio del desarrollo de este informe se logro concluir que los diversos ensayos ejecutados durante la estadía en la parte del laboratorio correspondiente a los agregados, fueron aceptados y rechazados en otros. Evaluándose por medio de ellos las muestras de agregados finos como gruesos. Al estudiar estos se midieron factores que deteriorarían el concreto a utilizar en una obra. A continuación se presentan las conclusiones finales desde el punto de vista personal: En el transcurso del ensayo de colorimetría se presentaron resultados favorables para el uso del agregado fino en una edificación. Esto se demostró con la utilización del aparato descrito en la norma CCCA: Ag.3. Pero hay que acotar que este resultado es una aproximación, esto es debido a que se obtuvo un resultado con un tiempo no acorde a la norma que son de 24 horas. Esto si se llegara a realizar en una constructora u otro sitio se evaluaría a la arena en ese tiempo para así poder utilizarla en la edificación.

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Conclusiones y

Cabe señalar que, es fundamental este ensayo, a consecuencia, de que al rebosar la arena con el concreto en un pavimento se formarían vacíos a causa de que la arena contiene compuestos orgánicos. Así mismo, esta práctica solo se procede a evaluar al agregado fino, debido a que al agregado grueso se le practican procesos de molienda y trituración eliminando los compuestos orgánicos que posiblemente contenga. Por otra parte se determino la equivalencia de la arena, teniendo como resultado que la arena tiene una elevación de material mas fino que el cedazo numero 200. Desmejorando las características del agregado fino para una mezcla de concreto, a consecuencia de que se invirtieron esos factores obteniendo 9,99% de plasticidad, esto es por que se entiende como ultra fino a la arcilla, la cual tiende a hacer plástica, mientras que el limo es lo contrario. Por otra parte se estudio al agregado fino y grueso por granulometría determinando la distribución de los gramos de los agregados a través de unos tamices. Estos basándose en la norma CCCA: Ag.100, con la ayuda de la curva granulometría se logro concluir que tanto la arena como la piedra no son aceptables debido a que están más aya de los valores límites que permiten una buena distribución de gramos siendo ambas gruesas. Esos valores se encuentran en la tabla plasmada en la norma antes mencionada, nombrada límite de posporcentajes en peso que pasan los cedazos de abertura cuadrada tanto de la arena como de la piedra. Teniendo estos agregados la capacidad de producir una mezcla áspera de concreto, elevando los costos de producción. Por medio del análisis granulométrico se determinaron diversos factores como:

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El tamaño máximo para el cual se considera que el valor obtenido como lo fue 1 pulgada es posible, ya que, a medida de que sea mas grande menor será la inversión que se tenga que otorgarle a este agregado para la obra a levantar. Asimismo se calculo el modulo de finura para el cual se tiene un valor no favorable. Este valor fue de 3,49% que para Porrero y Otros (2004) debe estar entre 2,3% – 3,1% siendo este rechazo por tener 0,39% más de lo normalizado. Y a su vez se medio la cantidad en porcentaje de finos contenidos en la arena, del cual se rechaza por tener 0,8% más de lo estimado en la norma CCCA: Ag.5 que debe ser menor al 5%. Teniendo el material inerte fino 5,8% de limos y arcillas siendo capaces de deteriorar a la edificación a elaborar con este agregado. Igualmente, se procedió a determinar por medio de los porcentajes mas finos de las muestras evaluadas la grafica del Beta, que por medio de esta se logro concluir que la cantidad de arena contenida en el ensayo fue mayor que la piedra por tener como valor 65%. Para la cual Porrero y otros (2004) indican que cuando el resultado del beta es mayor que el 50% la proporción arena-piedra es igual tal que la arena es mayor que la piedra para así lograr la eliminación de aire entre ellos. Finalmente por medio de este ensayo se tomo en cuenta el desgaste del agregado grueso por abrasión, que para el cual se tiene una total aceptación. Esto es por medio de los resultados obtenidos de 31,34%, que para la norma CCCA: Ag13 o COVENIN 266-267 debe ser menor al 50%. De este modo se llega a la conclusión de que se tiene un material grueso de alta resistencia al ser sometido a fricciones junto con las esferas de la maquina de los ángeles. Por otra parte, se determino el peso específico y unitario de diversas muestras las cuales se lograron calcular mediante la aplicación de diversos ensayos. Los cuales

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fueron aceptados con los valores estipulados en las normas tomadas como referencia. Sin embargo se tomara en cuenta la evaluación individual de cada uno de ellas como se menciona a continuación: Con respecto al peso especifico del agregado fino luego de obtener los valores determinantes para las ecuaciones a utilizar se llego a la conclusión de que el peso promedio de las muestras evaluadas es aceptable, a consecuencia de tener como referencia a Porrero y otros (2004) los cuales mencionan que debe estar entre 2,5-2,7 gr./cm3. Siendo el peso promedio de los muestras ensayadas igual a 2,51gr./cm3. Reconociendo que el peso especifico del agregado fino es aceptable por tener un coeficiente de peso normativo. También se evaluó sí el peso especifico del agregado grueso era admisible. El cual por medio de los valores indicados en la norma COVENIN 269 fueron normales esto si se evalúa individualmente seria 2,63gr./cm3 y 2,60gr./cm3. Y también existe semejanza si se posee un promedio de las dos muestras igual a 2,615gr./cm3. Es fundamental mencionar acerca de la absorción que tuvieron por separado las muestras evaluadas de arena y piedra. Los valores obtenidos mediante esta práctica sobre la absorción permitieron concluir y aceptar la cantidad de agua que pudieron absorber, estas cantidades indican que estas muestras llegaron a una condición de saturado y superficie seca. Es decir, que estas al tacto no presentan humedad pero sus poros contienen agua. En el caso del agregado fino el promedio de absorción fue de 3,94% y el agregado grueso fue de 1,085%. Siendo estos porcentajes del peso seco. Y finalmente se procedió a determinar el peso unitario por medio de dos prácticas; peso unitario suelto y peso unitario compactado. Los criterios que se tomaron en cuenta para este ensayo fueron los siguientes:

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Los dos métodos para determinar el peso unitario según la norma CCCA: Ag.10 fueron aceptables, permitiendo concluir y admitir con respecto al error un valor positivo, esto es creíble, debido a que, como solo fue una persona quien ejecuta el mismo ensayo; de lo contrario no se fuera obtenido ese resultado. Por otro lado los valores del peso unitario de los dos métodos si se rigen por los indicados en la norma no serian válidos, pero por tener las muestras con agregados combinados esta aprobado el resultado. Pero si se estuviera en una constructora se tendría que tomar a los agregados por separado, esto es, por lo insinuado en la norma, que indica que deben ser estudiadas por separado.

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ANEXOS

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Bibliografía

BIBLIOGRAFÍA Joaquín Porrero S, Carlos Ramos S, José Grases G, Gilberto J Velazco. “Manual del Concreto Estructural”. Primera Edición - Caracas Enero 2004 Prof. Jesús Rojas. Apuntes. “Materiales de la construcción”. Instituto Universitario de Tecnología Dr. “Federico Rivero Palacios” Región Caracas 2007. Normas COVENIN Normas CCCA

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