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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CONSTRUCCIÓN
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
EC-611 H
Profesor : Ing. Carlos Villegas
Tema : Ensayos físicos en Agregados
Alumnos : ORTIZ CALLE, DUDSAN 20051123G
MUÑOZ VALDIVIA, LIZBETH 20052557K
LIMA PERU 2006
ENSAYOS FÍSICOS EN AGREGADOS
I.- OBJETIVOS:
Conocer los requisitos y procedimientos de ensayo de los agregados para usos en
el concreto y mortero. Los cuales serán clasificados porcentualmente de acuerdo a
los tamices y al peso retenido en cada tamiz.
La granulometría está relacionado directamente con las características de
manejabilidad de los agregados , la demanda del agua, la compacidad y la
resistencia mecánica del agregado.
II.- FUNDAMENTO TEÓRICO:
AGREGADOS
Por razones de carácter técnico y económico rara vez se utilizan los aglomerantes
sin adición de materiales inertes. Los materiales inertes se dividen de acuerdo a
sus dimensiones en finos y gruesos y se designan con el nombre de agregados.
Tienen gran influencia en las mezclas en que intervienen, pues de sus
características físicas, químicas y mecánicas dependen los resultados que se
buscan.
Los agregados que vamos a estudiar son los que se utilizan para mezclas de
concretos hidráulicos, constituyen aproximadamente el 75% de la masa, su rol es
evidentemente importancia.
Los agregados generalmente son rocas ígneas. La gran mayoría proceden de los
ríos o de los bancos que deja este; también de los cerros de rocas del cual se
obtiene el agregado chancado y arena de roca.
En Lima los cantos rodados ya no se obtiene de los ríos porque estos se han
agotado. Estas rocas tienen sanidad es decir están limpias de sulfatos, limos y
arcillas finas. En cambio en el cerro ocurre lo contrario(hay abundancia), por ello
antes de usarlas se llevan muestras de rocas (40kg – 60kg) y dos litros de agua
para estudiar sus características físicas y químicas en el laboratorio.
La capacidad de absorción del agregado se determina por el incremento de peso
de una muestra secada al horno luego de 24 horas de inmersión de agua y secado
superficial(supone la condición del agregado dentro del concreto).
ENSAYO DE GRANULOMETRÍA (ITINCTEC 400.012)
Se realiza este ensayo para determinar principalmente el módulo de finura y el
diámetro nominal máximo. Para esto se usan los tamices o mallas normalizadas.
MALLAS NORMALIZADAS
3” , 1 ½”, ¾ , 3/8 , Nª 4 , Nª 8 , Nª 16 , Nª 30 , Nª 50 , Nª 100
PROCEDIMIENTO:
Se deben traer cantidades que sean lo suficiente para realizar los ensayos de
granulometría del agregado grueso y fino, en el laboratorio se trabajan con
cantidades que se obtienen después de realizar dos o tres cuarteos luego
ponemos al horno para el secado a una temperatura de 110+/- 5ª C
GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO GRUESO
(NORMA ITINTEC 400.012)
En este caso se ensayó con una muestra de agregado grueso (piedra), el cual
fue previamente uniformizado y pesado (5 kg). Luego de esto se lleva el material
por dos minutos a la maquina tamizadora. Este aparato cuenta sólo con las
mallas de: 1”, ¾”, ½”, 3/8” , ” y el fondo. Obteniendo los siguientes pesos en los
tamices.
Peso de la Muestra: 5000 gr.
Tamiz Peso Ret. (gr) % Ret. C/malla %acum. Ret. % acm pasa
2” 0.00 0.00 0.00 100.00
1 ” 0.00 0.00 0.00 100.00
1” 59.00 1.18 1.18 98.82
” 1412.00 28.24 29.42 70.58
” 2229.00 44.58 74.00 26.00
3/8” 906.50 18.13 92.13 7.87
” 335.50 6.71 98.84 1.16
FONDO 58.00 1.16 100 0.00
Suma = 5000 gr.
GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO FINO
(NORMA ITINTEC 400.012)
Al igual que en el Agregado Grueso, en el Agregado Fino también se realiza el
cuarteo de la arena y se toma una muestra de 500g de arena.
Luego este material se llevo a la máquina tamizadora, que en esos instantes tenía
las mallas #4, #8, #16, #30, #50, #100, y el fondo.
Lo cual se obtuvo los resultados siguientes:
Peso de la Muestra: 500 gr.
Tamiz Peso Ret. (gr) % Ret. C/malla %acum. Ret. % acum pasa
3/8” 0.00 0.00 0.00 100.00
” 0.00 0.00 0.00 100.00
N 4 13.50 2.70 2.70 97.30
N 8 60.50 12.10 14.80 85.20
N 16 117.50 23.50 38.30 61.70
N 30 138.00 27.60 65.90 34.10
N 50 93.50 18.70 84.60 15.40
N 100 41.50 8.30 92.90 7.10
Fondo 35.50 7.10 100.00 0.00
Suma = 500 gr.
Este error por tamizado se lo aumentamos a la malla N 16 por que es malla de
mayor retenido por que así no influye en el resultado o al menos no altera en
mucho el resultado.
MÓDULO DE FINURA
Con respecto al módulo de fineza, éste es un índice de la fineza del agregado y se
calcula como la suma de los porcentajes acumulados retenidos en las mallas
normalizadas de la tabla anterior.
M.F = Suma%Acumul(1½”+ ¾”+ 3/8”+ N°4 + N°8 + N°16 + N°30 + N°50 + N°100)
Reten. 100
En el caso del AGREGADO GRUESO, el resultado fue:
Módulo de finura = 7.2155
En el caso para EL AGREGADO FINO, el resultado fue:
Módulo de Finura = 2.992
TAMAÑO MÁXIMO
Corresponde al menor tamiz por lo que pasa toda la muestra de agregado
Para el caso del AGREGADO GRUESO: Corresponde a la malla 1 ”
Para el caso del AGREGADO FINO: Corresponde a la malla ”
TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL
Corresponde al menor tamiz que produce el primer retenido.
Para el caso del AGREGADO GRUESO: Corresponde a la malla 1 ”
Para el caso del AGREGADO FINO : Corresponde a la malla N 4.
ENSAYO DE PESOS UNITARIOS
(ITINTEC 400.017)
PESO UNITARIO :
En un agregado, el peso unitario es el peso de éste por unidad de volumen, que
en realidad es aparente, porque el agregado deja espacios vacíos al llenar el
recipiente.
El tamaño del recipiente depende del tamaño máximo del agregado según la tabla
TAMAÑO MÁXIMO DEL AGREGADO VOLUMEN DEL RECIPIENTE ( pie3)
½” 1/10
1” 1/3
1 ½” ½
4” 1
Existen dos tipos de peso unitario:
PESO UNITARIO SUELTO:
Es aquel en el que el recipiente se llena con agregado pero suavemente, sin
ningún tipo de presión sobre el material. Para hallar el peso unitario se procede de
la siguiente manera:
Se llena con agregado un recipiente, cuyo tamaño se escogerá de acuerdo al
tamaño máximo del agregado según indicamos en la tabla anterior. El agregado
deberá ser previamente homogeneizado y uniformizado mediante el cuarteo para
obtener su muestra representativa. En seguida se pesa todo en conjunto, para
luego restarle el peso del recipiente.
En el LEM se obtuvieron los siguientes valores:
MATERIALES PESO TOTAL Kg PESO DEL BALDE Kg
AGREGADO GRUESO 29.900 11.800
AGREGADO FINO 6.200 2.796
PARA EL CASO DEL AGREGADO GRUESO:
Volumen del Balde: 1/2 pie3
P.U.S = 29.9 – 11.8 = 1925.53 kg/m3
0.0094
PARA EL CASO DEL AGREGADO FINO:
Volumen del Balde: 1/10 pie3
P.U.S = 6.2 – 2.76 = 1215.547 kg/m3
0.00283
Peso Unitario Compactado.
En este caso el material debe estar comprimido para simular la compactación
debido a la carga ejercida por el peso los cimientos e infraestructura. Se procede
de la siguiente manera:
Se mezcla bien con una pala o espátula el material para uniformizarlo.
Cuarteo: Se divide en cuatro partes y se seleccionan dos partes opuestas.
Se determina el volumen del balde y se agrega el agregado en tres capas.
Cada vez que se llene una capa se deberá golpear con una varilla
normalizada (60 cm de largo, cara lisa, punta roma, diámetro 5/8”). Son 25
golpes, tratando de empezar de los extremos hacia el centro.
Terminada la compactación se enrasa con la misma varilla y se pesa.
Se halla el peso total y se resta el peso del balde, para luego dividirlo entre
el volumen del balde, hallándose luego el peso unitario compactado.
En el LEM se obtuvieron los siguientes valores:
MATERIALES PESO TOTAL Kg PESO DEL BALDE Kg
PIEDRA 30.800 11.800
ARENA 6.550 2.796
PARA EL CASO DEL AGREGADO GRUESO:
Volumen del Balde: 1/2 pie3
P.U.C = 30.8 – 11.8 = 2021.276 kg/m3
0.0094
PARA EL CASO DEL AGREGADO FINO:
Volumen del Balde: 1/10 pie3
P.U.C = 6.55 – 2.76 = 1339.22 kg/m3
0.00283
ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO Y PORCENTAJE DE ABSORCIÓN
(ITINTEC 400.021) (ITINTEC 400.022)
Es la relación del peso del material con su volumen. Se diferencia del peso
unitario porque aquí no se considera los espacios vacíos que tiene el balde
cuando es llenado con el agregado.
El peso específico viene dado por:
PESO ESPECÍFICO = PESO DEL MATERIAL SECO
VOLUMEN DEL MATERIAL S.S.S.
donde: S.S.S.: saturado superficialmente seco.
El procedimiento para hallar el peso específico es:
Cuando es un agregado grueso (piedra), se deberá hallar su peso seco, para
eso se lleva al horno por 24 horas (100 °C) y se pesa. Luego para hallar su
volumen, primero se remoja el material por 24 horas y luego se le frota con una
franela, de esta manera se llenan todos los poros del agregado y se sabrá
realmente cual es su volumen al sumergirlo en una probeta y viendo cuanto se
desplaza el nivel de agua.
Cuando es un agregado fino (arena), se realiza el mismo proceso que para el
agregado grueso, pero con la diferencia que para hallar su estado saturado
superficialmente seco se le somete a la prueba del cono.
Esta prueba consiste en llenar un cono con el agregado, aplicarle 25 golpes y
al retirar dicho cono se observa si el agregado conserva la forma del cono o se
desmorona. Si sucede esto último es debido a que ha alcanzado su estado S.S.S.
ARENA :
Peso de la muestra S.S.S = 500g.
Peso de la Muestra Secada al Horno = 482.1g.
Volumen = 190 ml.
PIEDRA:
Peso de la Muestra S.S.S = 500g.
Peso de la Muestra Secada al Horno = 497g.
Volumen = 182 ml.
PESO ESPECÍFICO ARENA :
PESO ESPECÍFICO PIEDRA:
PORCENTAJE DE ABSORCIÓN
Es la cantidad de agua que puede absorber el material. Se define como:
% DE ABSORCIÓN = (PESO DEL MATERIAL S.S.S. - PESO SECO)X100
PESO SECO
Este ensayo es parecido al de contenido de humedad, con la diferencia que la
muestra debe estar saturada superficialmente seca, no con humedad su natural.
% de Absorción = ( 500 - 482.1) * 100 = 3 .7129 %
de la Arena. 482.1
% de Absorción = ( 500 – 497) * 100 = 0.603 %
de la Piedra 497
CONCLUSIONES
Que la calidad del concreto depende mucho de las características de los
agregados ya que estos conforman casi las 3/4 partes del volumen de la
mezcla.
Por lo tanto debemos conocer los requisitos y procedimientos de ensayo de
los agregados para usos en el concreto y mortero.
Las impurezas orgánicas pueden retrazar el fraguado y el endurecimiento
de l concreto y hasta puede producir deterioros en casos raros.
Los materiales mas finos que los que pasan la malla N 200, especialmente
el limo y la arcilla, pueden estar presentes como polvo o pueden estar en
forma de recubrimiento de las partículas del agregado. Aun cuando
delgadas capas de limo o arcilla cubren las partículas de graba, puede
haber peligro por que debilitan la adherencia entre la pasta del cemento y el
agregado.
Las impurezas están presentes cerca de la superficie del concreto, pueden
desintegrarse, reventar o producir manchas.
Las partículas blandas son perjudiciales por que pueden afectar la
durabilidad y la resistencia al desgaste del concreto y pueden producir
reventones si son quebradizas, pueden romperse durante la mezcla y
aumentar por tanto la demanda de agua.
