UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAE.A.P. INGENIERA CIVIL

FACULTAD DE INGENIERATecnologa del Concreto

DAICS2012-I

LABORATORIO N 2

TTULO:

"ENSAYOS ESTANDAR Y CALCULOS DE DOSIFICACIONES DE AGUA, CEMENTO Y AGREGADOS PARA DISEO DE MEZCLA DEL CONCRETO

I. OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL:

Conocer la importancia de los agregados, como influyen en la elaboracin de un diseo de mezcla y saber los requerimientos que se necesita para ello; estableciendo el tipo de agregado , la importancia de la absorcin y la humedad y como estos influyen en el proceso de un diseo de mezcla.

Realizar una dosificacin de los materiales utilizados que se necesitan para que el diseo de mezcla sea el correcto, teniendo en consideracin las caractersticas de los agregados.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Determinar el peso unitario suelto y compactado de los agregados finos y gruesos. (MTC E 203 - 2000)

Calcular la absorcin de los agregados finos y gruesos para saber si cumple los requerimientos para la elaboracin del diseo de mezcla.

Determinacin de los pesos especficos aparentes y nominal, despus de 24 horas de sumergido en agua, de los agregados fines y gruesos. (MTC E 206 - 2000)

Determinaremos las dosificaciones de todos los materiales que se utilizaran para el diseo de mezcla segn el Mtodo ACI 211, previamente se deben realizar los ensayos estndar.

NORMAS PARA LOS AGREGADOS:

Peso Especfico y absorcin del agregado grueso ASTM C 127.

Peso Especfico y absorcin del agregado fino ASTM C 128.

II. MARCO TERICO:

El proporcionamiento de mezclas de concreto, ms comnmente llamado diseo de mezclas es un proceso que consiste de pasos dependientes entre si:

a) Seleccin de los ingredientes convenientes (cemento, agregados, agua y aditivos).

b) Determinacin de sus cantidades relativas proporcionamiento para producir un, tan econmico como sea posible, un concreto de trabajabilidad, resistencia a compresin y durabilidad apropiada. Estas proporciones dependern de cada ingrediente en particular los cuales a su vez dependern de la aplicacin particular del concreto. Tambin podran ser considerados otros criterios, tales como minimizar la contraccin y el asentamiento o ambientes qumicos especiales.

Para poder determinar las caractersticas especificas que debe de tener nuestro agregado y poder determinar, si es apto o no, para nuestro diseo de mezcla, tenemos que hacer los ensayos siguientes:

Peso Unitario de los agregados

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

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

V V recipiente

Peso Unitario Suelto

Es aquel en el que se establece la relacin 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 volmenes y viceversa cuando se trabaja con agregados.

Peso Unitario compacto

Este proceso es parecido al del peso unitario suelto, pero compactando el material dentro del molde, este se usa en algunos mtodos de diseo de mezcla como lo es el de American Concrete Institute(ACI).

Absorcin: Aumento en el peso de los agregados debido al agua en los poros del material, pero sin incluir el agua adherida a la superficie exterior de las partculas, expresado como un porcentaje del peso seco.(segn ASTM C 127AASHTO T 85)

Peso especfico: La Gravedad Especfica es la relacin entre la densidad del agregado y la del agua (1000 kg/cm3).

Sin embargo, todos los agregados son porosos hasta cierto punto, lo que permite la entrada de agua en los espacios de los poros o capilares cuando se colocan en la mezcla de hormign, o bien, ya estn hmedos cuando entran al hormign. Por lo tanto, la definicin cuidadosa de la gravedad especfica debe tomar en cuenta tanto el peso como el volumen de la porcin de agua contenida dentro de las partculas.

III. MATERIALES Y EQUIPOS:

(BALANZA TRES BRAZOS) (PIEDRA)

(PRISMA)

(ARENA) (RECIPIENTE)

(BALANZA ELECTRNICA)

(HORNO)

(SECADORA) (CUCHARN)

IV. PROCEDIMIENTOS:

(PARA LA ELABORACION DE LOS ENSAYOS ESTANDAR PARA EL DISEO DE MEZCLA SE CONCRETO, SE REALIZO EL SIGUIENTE PROCEDIMIENTO:)

AGREGADO FINO:

(Luego de realizar el cuarteo y zarandear la muestra entre la malla n04 y malla n200 comenzamos a lavar la muestra sacando cualquier partcula que pueda perjudicar. )

(Luego pasamos a dejarla saturar por un tiempo de 24 horas. )

(Luego de haberla dejado saturar, botamos toda el agua posible y luego con la ayuda de un secador de cabello comenzamos a retirar el agua poco a poco para retirar la humedad.)

(Vamos moviendo la muestra, lo calentamos con el secador de cabello para realizar el ensayo del conito de absorcin.)

(Posteriormente se nivela y si al quitar el molde la muestra se deja caer a lo mucho 1/3 de la muestra, es porque ha alcanzado la condicin requerida y no existe humedad libre, de lo contrario se sigue secando y se repite el proceso hasta que se cumpla con la condicin.)

AGREGADO GRUESO:

(Ac podemos observar la muestra dentro de la canastilla la cual pasaremos a pesarla.) (Tenemos que calibrar la balanza que utilizaremos para as poder tener los pesos en el aire y en el agua, los que nos servirn para los clculos de absorcin y peso especfico.) (Se dispone a poner las muestras del agregado grueso dentro de la canastilla para poder tomar el peso en el aire y el peso en el agua)

(Para tener el peso en el aire, amarramos con un hilo a la canastilla y a la balanza, dejando as que la muestra cuelgue.)

(Para tener el peso en el agua, disponemos a poner la canastilla con la muestra dentro de un recipiente lleno de agua, que el liquido cubra todas las partculas del agregado grueso.)

(Para el peso en el agua, dejamos descolgando la canastilla de igual manera que el procedimiento anterior, pero ahora la muestra dentro del balde lleno con agua.)

V. CLCULOS Y RESULTADOS:

PESO UNITARIO COMPACTADO (AGREGADO GRUESO):

Peso Tara (madera) = 2109 g

Volumen de Tara (madera) = 14cm x 14cm x13.76cm = 2.6976 x 10-3 m3

PESOS COMPACTADOS:

Peso (M1 + Tara) = 6989 gPeso M1 = 4880 g

Peso (M2+ Tara) = 6954 gPeso M2 = 4845 g

Peso (M3+Tara) = 6981 g Peso M3 = 4872 g

Peso Promedio = 4.86567 kg

Peso Unitario Compactado =

Peso Unitario Compactado =

(MUESTRA PARCIALMENTE SECA (esto se realiza con la muestra que se dejo remojando por un da, luego se seca con una franela para quitarle la humedad superficial):Peso en el Aire (Peso de la muestra saturada con superficie seca): 1508 gPeso sumergido en agua: 860gPeso en el aire de la muestra seca (secada en el horno): 1497.5 g)

ABSORCION (AGREGADO GRUESO):

Donde:

A: Peso en el aire de la muestra seca

B: Peso en el aire de la muestra saturada, con superficie seca

PESO ESPECFICO (AGREGADO GRUESO):

Donde:A: Peso en el aire de la muestra seca

B: Peso en el aire de la muestra saturada, con superficie seca

C: Peso sumergido en agua de la muestra saturada.

Tabla para el agregado Grueso

Peso de la muestra: 20 kg. = 20 000 g.

Medida del tamiz

Abertura del tamiz en mm

Peso con recipiente

Peso del recipiente

Peso retenido de la muestra

% Retenido de la muestra

%Acumulado

Retenido

Pasante

1

25.4

7600

172.4

7427.6

37.172

37.172

62.828

19.05

10130

655.2

9474.8

47.417

84.589

15.411

12.7

3098

100

2998

15.004

99.593

0.407

3/8

9.525

70.838

1.145

69.693

0.349

99.942

0.058

6.35

12.169

0.576

11.593

0.058

100

0.000

19 981.686

Peso del agregado grueso: 19 981.686 g.

Prdida en laboratorio: 18. 314 g.

CLCULOS PARA FINOS

CALCULO DE PESO UNITARIO COMPACTADO Y SUELTO:

SUELTO:

1

2

3

5793 gr

5800 gr

5828 gr

Peso arena + tara =

Promedio = 5807 gr

1

2

3

6291 gr

6133 gr

6312 gr

COMPACTADO:

Peso arena + tara =

Promedio= 6245.3 gr

1. PESO ESPECFICO Y ABSORCIN DEL AGREGADO FINO:Norma: ASTM C-128.59Muestra: Agregado FinoProcedencia: cantera la carbonera Peso de la Fiola (1) = 170.3 gr. Peso de la Fiola con Agua (2) = 478.4 gr. Peso del agua (2-1)W= 308.1cm3 Peso de la arena secada al horno:A = 494.40gr Volumen del baln:V = 500cm3a. Peso especfico de masa:

b. Peso especfico de masa saturado superficialmente seco:

c. Peso especfico aparente:

d. Porcentaje de Absorcin:

TABLAS PARA EL AGREGADO FINO

Peso de la muestra: 10 kg. = 10 000 g.

Tamiz

Abertura del tamiz en mm

Peso con recipiente

Peso del recipiente

Peso retenido de la muestra

%Retenido de la muestra

%Acumulado

Retenido

Pasante

N 4

4.75

91.988 g.

1.678 g.

90.31 g.

1

1

99

N 8

2.36

1438 g.

263 g.

1175 g.

12

13

87

N 16

1.18

3652 g.

650 g.

3002 g.

30

43

57

N 30

0.6

3120.1 g.

650 g.

2470.1 g.

25

68

32

N 50

0.3

1543 g.

254 g.

1289 g.

13

81

19

N 100

0.15

1630 g.

263 g.

1367 g.

14

95

5

N 200

0.075

642.1 g.

147 g.

495.1 g.

4

99

1

Bandeja

111.49 g.

1

100

0

TOTAL

10 000 g.

100

Peso del agregado fino: 988.51 g.

Prdida en laboratorio: 111.49 g.

PRUEBA DE CONTENIDO DE HUMEDAD PARA AMBOS AGREGADOS FINO Y GRUESO

Tipo de agregado.

Peso del recipiente.

Peso de la muestra (con recipiente).

Peso de la muestra (sin recipiente).

Peso de la muestra seca.

Humedad %

Fino

39.392 g.

191.387 g.

151.995 g.

151.272 g.

0.378

Fino

39.119 g.

176.421 g.

137. 302 g.

136.637 g.

0.375

Grueso

41.368 g.

208.230 g.

166.862 g.

166.268 g.

0.285

Grueso

39.518 g.

205.993 g.

166.475 g.

166.006 g.

0.281

Promedio de humedad en:

Agregado Fino = 0.377 %

Agregado Grueso = 0.283 %

CALCULO DE LAS DOSIFICACIONES DE LOS MATERIALES PARA EL DISEO DE MEZCLA:

ESPECIFICACIONES TCNICAS DE LA OBRA:

Se desea encontrar el diseo de una mezcla de resistencia 210 kg/cm2

MATERIALES:

Cemento Pacasmayo Tipo MS

Peso Especfico3.15 gr/cm

Agua

Peso especfico 1.0 kg/cm3

AGREGADO FINO

Peso especfico

2.58

Absorcin

1.13%

Contenido de humedad

0.377%

Mdulo de fineza

3.01

AGREGADO GRUESO

Tamao mximo nominal

1''

Peso especfico

2.349

Absorcin

0.701%

Contenido de humedad

0.283%

Peso unitario Compactado

1803,704 Kg/m3

ELECCION DE LA RESISTENCIA PROMEDIO:

Seleccin de la resistencia (fcr): Dado que no se conoce el valor de la desviacin estndar se tiene que:

fcr = fc + 84 Kg/cm2

fcr = 210 + 84 Kg/cm2 = 294 Kg/cm2

ELECCION DEL TAMAO MAXIMO NOMINAL DEL AGREGADO:

El tamao mximo nominal = 1

SELECCIN DEL ASENTAMIENTO MAXIMO:

Como se requiere una resistencia plstica tomaremos el asentamiento de 3 a 4.

SELECCIN DEL TAMANO MXIMO DEL AGREGADO:

El tamao mximo nominal es 1

ESTIMACION DEL VOLUMEN UNITARIO DE AGUA:

Para una mezcla de concreto de 3 de asentamiento, sin aire incorporado y cuyo agregado tiene un tamao mximo nominal de 1, el volumen unitario de agua es de 193 Lt/m3

SELECCIN DEL CONTENIDO DE AIRE:

Para un tamao mximo nominal de 1 se considera 1.5% de aire atrapado por las caractersticas de los componentes de ste concreto.

ELECCION DE LA RELACION AGUA/CEMENTO(a/c)

-Por durabilidad

Se considera una relacin agua cemento de 0.62, con esto aumentamos el fc de 210 a 250 Kg/cm2 por razones de durabilidad.

Se elige la relacin agua cemento por durabilidad. a/c = 0.62

CLCULO DEL CONTENIDO DE CEMENTO

Contenido de cemento= 193/0.62

Contenido de cemento= 311.29 Kg/m3

Volumen del agua (contenido del agua de mezclado) = contenido de agua (lt/m3)/peso especifico del agua (1000kg/m3)

Volumen del agua = 193/1000 = 0.193

ESTIMACIN DEL CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO:

Para un mdulo de fineza de 3.01 y un tamao mximo nominal de 1 tenemos el peso de agregado grueso por unidad de volumen:

b/bo=0.65 m3.

Peso seco del A.G = (0.65)(1803.704)= 1172.408 kg/m3

PRESENTACIN DE VOLMENES DE LOS MATERIALES SIN CONSIDERAR EL AGREGADO FINO:

PESO SECO(kg/m3)

P. ESPECFICO

VOLUMEN

CEMENTO

311.29

3150

0.098 m3

AGUA

193

1000

0.193 m3

A. GRUESO

1172.408

2349

0.499 m3

TOTAL

0.790 m3

CLCULO DEL VOLUMEN Y PESO DEL AGREGADO FINO:

V A.F = 1-0.790 = 0.21m3

Peso del agregado fino = (0.21)(2580)

Peso del agregado fino = 541.8 kg/m3

VALORES DE DISEO:

CEMENTO

311.29

AGUA

193

A. GRUESO

1172.408

A. FINO

541.8

CORRECCIN POR HUMEDAD DEL AGREGADO:

a. Peso del agregado:

FINO

541.8(1+0.377/100)

543.84

GRUESO

1172.41(1+0.283/100)

1175.73

b. Humedad superficial del agregado:

FINO

0.377 1.13

- 0.753

GRUESO

0.283 0.701

-0.418

c. Aporte de humedad del agregado:

FINO

- 0.753/100(541.8)

- 4.08

GRUESO

-0.418/100(1172.41)

-4.90

TOTAL

-8.98

d. Agua efectiva:

193-8.98= 184.02

VALORES DE DISEO CORREGIDOS POR HUMEDAD:

CEMENTO

311.29 kg/m3

AGUA

184.02 kg/m3

A. GRUESO

1172.408 kg/m3

A. FINO

541.8 kg/m3

RELACIN EN PESO:

1 : 1.74 : 3.77 18.24 lt/bolsa de cemento

Cemento Ag. Fino Ag. Grueso

VI. OBSERVACIONES:

La falta de equipos y/o instrumentos en comparacin de las cantidades de grupos que utilizan el laboratorio esto implica que no sea accesible la utilizacin de algunos de estos equipos y/o instrumentos cuando se requieren.

No se cuenta con una balanza bien calibrada para as pesar los agregados finos y gruesos lo que hace que nuestros ensayos pierdan un poco de precisin.

Se dificulto un poco el secado del agregado fino con la secadora para alcanzar que el agregado este superficialmente seca y as realizar el ensayo de absorcin con el conito.

Se tuvo que dejar remojando una muestra representativa de los agregados gruesos y finos, para la realizacin del ensayo de absorcin, antes de dejarlo remojando con un mximo de 24 horas, se lavaron las muestras hasta que el agua quede limpia a la vista.

Se utilizo el MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES DEL MTC, para realizar los ensayos estndar teniendo en cuenta las indicaciones, procedimientos que se nos dan en dicho texto segn normas ya establecidas (ACI y ASTM).

Los ensayos estndar los realizamos con los mismos agregados con los que realizamos la granulometra y el contenido de humedad del informe anterior, en este nuevo informe estamos considerando los clculos ya obtenidos con anterioridad, para complementar los datos que necesitamos para el clculo de dosificaciones de diseo de mezcla.

VIII. CONCLUSIONES:

El peso especifico del agregado fino es de 2.58 gr/cm3, mientras que del agregado grueso es de 2.349 gr/cm3

El peso unitario compactado del agregado grueso es 1803.704 kg/m3

La granulometra de los agregados finos y gruesos se realizaron segn la norma ASTM C33, donde pudimos determinar el modulo de fineza del agregado fino que es de 3,01.

El porcentaje de absorcin de los agregados nos sirve para determinar qu cantidad de agua absorben estos materiales, luego cuando queremos determinar el agua efectiva que se empleara en el diseo de mezcla se le debe adicionar al agua de nuestra relacin agua/cemento, la cantidad de agua que ser absorbido por los agregados, dicha cantidad se calcula con los porcentajes de absorcin obtenidos.

El tamao mximo nominal del agregado grueso es de 1, mientras que el tamao mximo nominal del agregado fino es: 4.71mm.

El porcentaje de absorcin que resulto del ensayo es para el agregado fino de 1.13%, y para el agregado grueso es de 0.701%.

El contenido de humedad que nos resulto del agregado fino es de 0.377%, y del agregado grueso es de 0.283%.

Las dosificaciones de los materiales (cemento, agregados, agua) para el diseos de mezcla esta en relacin de pesos 1:1.74: 3.77 y para el agua se encontr 18.24 lt. por una bolsa de cemento, estos clculos se realizo con el mtodo ACI 211.

IX. RECOMENDACIONES:

De preferencia se deben realizar los ensayos nicamente el grupo, ya que cuando hay mas grupos cada quien calibra la balanza a su criterio, perdiendo validez en los pesos obtenidos.

Para el ensayo de absorcin para agregados gruesos se debe lavar la muestra hasta eliminar completamente el polvo u otras impurezas, luego se deja secar en una temperatura de 100 C 110 C, luego se enfra por 1 a 3 horas a temperatura de ambiente hasta que se haya logrado un peso constante, se sumerge en agua durante 18 a 24 horas, pasado ese tiempo se saca la muestra del agua y se secan las partculas hasta eliminar el agua superficial, se toman los pesos de la muestra parcialmente seca en el aire y dentro de agua. Por ltimo se seca la muestra en el horno durante 24 horas, se toma el peso, y con las formulas q se conocen se obtiene la absorcin. (MTC E 206 2000, ASTM C 127)

Para el clculo del peso unitario se debe conocer el peso y el volumen del recipiente, lo que nos permitir tener el peso de la muestra y realizar los clculos necesarios para obtencin de los resultados.

Para el clculo del peso unitario compactado de los agregados finos y gruesos, las muestras se tienen que colocar en un recipiente en tres capas, en cada una de ellas se apisonan con 25 golpes de varilla (MTC E 203 2000, ASTM C 29).

X. REFERENCIA BIBLIOGRFICA:

JUAREZ BADILLO Mecnica de Suelos, 1era edicin, Editorial Limusa SA, Mxico.

ANA BIONDI, "Supervisin de Obras de Concreto", ACI Captulo Peruano, 3a. edicin, Editorial W. H. Editores S.R.Ltda., 1995, Lima, 382 pp.

ENRIQUE RIVVA, "Tecnologa del Concreto - Diseo de Mezclas", 1a. edicin, Editorial Hozlo S.CR.L., 1992, Lima, 294 pp.

FLAVIO ABANTO, "Tecnologa del Concreto", 1a. edicin, Editorial San Marcos, Lima, 244 pp.

Tamizado25.419.0512.79.52500000000000046.3562.8279615644044915.4105414327900120.406802509057556445.8018127199090976E-20

Abertura del tamiz

Tamizado4.752.361.18000000000000080.600000000000000420.300000000000000210.150000000000000117.5000000000000011E-29987573219510

Abertura del Tamiz

% Pasante

Ing. Alex Cesas Rosado

3

/

58

.

2

1

.

308

500

40

.

494

cm

gr

W

V

A

=

-

=

-

3

/

61

.

2

1

.

308

500

500

500

cm

gr

W

V

=

-

=

-

3

/

65

.

2

)

40

.

494

500

(

)

1

.

308

500

(

40

.

494

)

500

(

)

(

cm

gr

A

W

V

A

=

-

-

-

=

-

-

-

%

13

.

1

100

40

.

494

40

.

494

500

100

500

=

-

=

-

x

x

A

A