ensayo de contenido de humedad del agregado
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Universidad Peruana Unión
Facultad de Ingeniería y Arquitectura
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
Laboratorio de Tecnología del Concreto.
“Informes n°03”
“Contenido de Humedad”
Presentado por:
Samuel David Tocto Cabanillas
Docente:
Ing. Isai Ticona Cutipa
SEMESTRE: V-B
Juliaca – 24 de abril de 2015
UNIVERSIDAD PERUANA UNION - FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
2 LABORATORIO DE METERIALES Y TECNOLOGIA DEL CONCRETO
INTRODUCIÓN
En el diseño de mesclas de concreto es muy importante conocer las
características de los materiales que se empleara puesto que ello nos permitirá
modificar las dosificaciones para así alcanzar la máxima calidad posible en el
producto final.
Por otro lado los agregados presentan porosidades, que son espacios vacíos
interconectados entre si desde el interior del material hasta la superficie del
mismos. Dichos espacios en la gran mayoría de los casos son usados por el
agua como canales para infiltrarse al interior de los agregados y presentan un
determinado grado de saturación o humedad que puede ser parcialmente
saturado, saturado y sobre saturado. Este grado de saturación es muy
importante en la elaboración del concreto ya que de acuerdo al su contenido se
modificara el agua de mescla para así lograr una correcta relación de agua
cemento y por lo tanto para que el concreto adquiera un máximo de resistencia
lo cual el objetivo primordial de todo concreto.
En la presente practica de laboratorio se tiene como objetivo analizar una
muestra de agregado fino y grueso con contenido de humedad natural con la
finalidad de determinar la cantidad presente de agua en relación con la masa
seca. Para ello se seguirán las especificaciones técnicas estipuladas en las
normas técnicas referentes a la determinación del contenido de humedad, por
ejemplo la Norma Técnica Peruana (NTP) y la ASTM.
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3 LABORATORIO DE METERIALES Y TECNOLOGIA DEL CONCRETO
Tabla de Contenido
INTRODUCIÓN ........................................................................................................................... 2
I. OBJETIVOS. ....................................................................................................................... 4
A. OBJETIVO GENERAL .............................................................................................. 4
B. OBJETIVOS ESPECIFICOS. ................................................................................... 4
II. NORMAS. ............................................................................................................................ 4
A. Norma Técnica Peruana (NTP) 339.185. ............................................................. 4
B. Association for Testing Materials (ASTM) C566. ............................................. 4
III. MARCO TEORICO ........................................................................................................ 5
A. LOS AGREGADOS PARA CONCRETO ............................................................... 5
B. CLASIFICACION DE LOS AGREGADOS PARA CONCRETO. ....................... 5
C. CARACTERISTICAS FISICAS. ............................................................................... 8
IV. MATERIALES UTILIZADOS. ..................................................................................... 11
V. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS. ................................................................................... 11
VI. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO. ..................................................................... 11
VII. PROCEDIMIENTO REALIZADO. .............................................................................. 12
VIII. PRESENTACIÓN DE DATOS. .................................................................................. 13
A. AGREGADO FINO................................................................................................... 13
B. AGREGADO GRUESO. .......................................................................................... 13
IX. MEMORIA DE CALCULO. ......................................................................................... 14
A. AGREGADO FINO................................................................................................... 14
B. AGREGADO FINO................................................................................................... 14
X. ANALISIS E INTER PRETACION DE RESULTADOS. ............................................ 14
XI. CONCLUSIONES......................................................................................................... 15
XII. RECOMENDACIONES. .............................................................................................. 15
XIII. REFERENCIAS. ........................................................................................................... 15
XIV. ANEXOS. ....................................................................................................................... 16
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I. OBJETIVOS.
A. OBJETIVO GENERAL
Determinar el contenido de agua en que posee una muestra de
agregado fino y grueso con respecto al peso seco de la muestra.
B. OBJETIVOS ESPECIFICOS.
Aplicar las especificaciones de las normas técnicas para asegurar
la eficiencia del ensayo.
Procesar y analizar los datos obtenidos durante el ensayo
determinando la influencia de la calidad de la muestra en las
propiedades del concreto.
Comparar la humedad en agregados finos y agregados gruesos.
II. NORMAS.
A. Norma Técnica Peruana (NTP) 339.185.
El presente método de ensayo cubre la determinación del porcentaje de
humedad evaporable en una muestra de agregado mediante el secado
tanto de la humedad superficial como de la humedad en los poros del
agregado. Los agregados pueden contener agua que esté combinada
químicamente con los minerales que contengan. Dicha agua no es
evaporable y no está incluida en el porcentaje determinado por este
método de ensayo.
B. Association for Testing Materials (ASTM) C566.
Este Proyecto de Norma Técnica Peruana establece el procedimiento
para determinar el porcentaje total de humedad evaporable en una
muestra de agregado fino o grueso por secado. La humedad evaporable
incluye la humedad superficial y la contenida en los poros del agregado,
pero no considera el agua que se combina químicamente con los
minerales de algunos agregados y que no es susceptible de evaporación,
por lo que no está incluida en el porcentaje determinado por este método.
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III. MARCO TEORICO
A. LOS AGREGADOS PARA CONCRETO
Se definen los agregados como los elementos inertes del concreto que son
aglomerados por la pasta de cemento para formar la estructura resistente.
Ocupan alrededor de las 3/4 partes del volumen total luego la calidad de
estos tienen una importancia primordial en el producto final.
La denominación de inertes es relativa, porque si bien no intervienen
directamente en las reacciones químicas entre el cemento y el agua, para
producir el aglomerante o pasta de cemento, sus características afectan
notablemente el producto resultante, siendo en algunos casos tan
importantes como el cemento para el logro de ciertas propiedades
particulares de resistencia, conductibilidad, durabilidad etc.
Están constituidos usualmente por partículas minerales de arenisca, granito,
basalto, cuarzo o combinaciones de ellos, y sus características físicas y
químicas tienen influencia en prácticamente todas la propiedades
del concreto.
B. CLASIFICACION DE LOS AGREGADOS PARA CONCRETO.
Las clasificaciones que describiremos a continuación no son necesariamente
las únicas ni las más completas, pero responden a la práctica usual en
Tecnología del Concreto.
1. Por su procedencia.
Se clasifican en:
a) Agregados naturales.
Son los formados por los procesos geológicos naturales que han
ocurrido en el planeta durante miles de años, y que son extraídos,
seleccionados y procesados para optimizar su empleo en la
producción de concreto.
En la Tabla número 1 se detallan las rocas y minerales que
constituyen los agregados para concreto y la Norma ASTM C-294
incluye de manera muy detallada la nomenclatura estándar de los
constituyentes de los agregados minerales naturales, que resulta muy
útil para entender y describir adecuadamente dichos constituyentes.
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Estos agregados son los de uso más frecuente a nivel mundial y
particularmente en nuestro país por su amplia disponibilidad tanto
en calidad como en cantidad, lo que los hace ideales para producir
concreto.
MINERALES ROCAS IGNEAS ROCAS
METAMORFICAS
SILICE Granito Marmol
Cuarzo Sienita Metacuarcita
Opalo Diorita Pizarra
Caldedonia Grabo Filita
Tridimita Pendotita Esquisto
Cristolbalita Pegmatita Anfibolita
SILICATOS Vidrio Volcanico Homfelsa
Feldespatos Obsidiana Gneiss
Ferromagnesianos Pumicita Serpentina
Hornblenda Tufo
Augita Escoria
Arcillas Perlita
Ilitas Fetsita
Caolinas Basalto
Mortmolirillonita ROCAS
SEDIMENTARIAS
Mica Conglomerados
Zeolita Arenas
CARBONATOS Cuarcita
Calcita Arenisca
Dolomita Piedra Arcillosa
SULFATOS Piedra aluvional
Yeso Argilita y Pizarra
Anhidrita Carbonatos
SULFUROS DE HIERRO Calizas
Pirita Dolomitas
Marcasita Marga
Pirotita Tiza
OXIDOS DE HIERRO Horsteno
Magnetita
Hematita
Geotita
Ilmenita
Limonita
Tabla n° 1: Rocas y minerales que constituyen el agregado.
Fuente: Pasquel Carbajal, Enrique (1998). Tópicos de tecnología del
concreto en el Perú- 2da Ed Pag.71.
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b) Agregados Artificiales.
Provienen de un proceso de transformación de materiales
naturales, que proveen productos secundarios que con un
tratamiento adicional se habilitan para emplearse en la producción
de concreto.
Algunos agregados de este tipo los constituyen la escoria de altos
hornos, la arcilla horneada, el concreto reciclado, la microsílice etc.
El potencial de uso de estos materiales es muy amplio, en la
medida que se van investigando y desarrollando otros materiales
y sus aplicaciones en concreto, por lo que a nivel mundial hay una
tendencia muy marcada hacia progresar en este sentido.
En nuestro país, existen zonas como por ejemplo en la Selva
donde no se dispone de agregados normales para hacer concreto
y la mayor parte de las veces se tienen que improvisar soluciones
que no garantizan el material resultante.
2. Por su gradación.
La gradación es la distribución volumétrica de las partículas que como
ya hemos mencionado tiene suma importancia en el concreto.
Se ha establecido convencionalmente la clasificación entre agregado
grueso (piedra) y agregado fino (arena) en función de las partículas
mayores y las menores de 4.75 mm (Malla Standard ASTM # 4).
Esta clasificación responde además a consideraciones de tipo práctico
ya que las técnicas de procesamiento de los agregados (zarandeo,
chancado) propenden a separarlos en esta forma con objeto de poder
establecer un control más preciso en su procesamiento y empleo.
3. Por su densidad.
Entendiendo densidad como la Gravedad específica, es decir el peso
entre el volumen de sólidos referido a la densidad del agua, se
acostumbra clasificarlos en normales con Ge = 2.5 a 2.75, ligeros con
Ge < 2.5 y pesados con Ge > 2.75. Cada uno de ellos marca
comportamientos diversos en relación al concreto, habiéndose
establecido técnicas y métodos de diseño y uso para cada caso.
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C. CARACTERISTICAS FISICAS.
En general son primordiales en los agregados las características de
densidad, resistencia, porosidad, y la distribución volumétrica de las
partículas, que se acostumbra denominar granulometría o gradación.
Asociadas a estas características se encuentran una serie de ensayos o
pruebas standard que miden estas propiedades para compararlas con
valores de referencia establecidos o para emplearlas en el diseño de
mezclas.
Es importante para evaluar estos requerimientos el tener claros los
conceptos relativos a las siguientes características físicas de los agregados
y sus expresiones numéricas :
1. Condiciones de Saturación
En la Fig.1.0 se han esquematizado las condiciones de saturación de una
partícula ideal de agregado, partiendo de la condición seca hasta cuando
tiene humedad superficial, pudiéndose asimilar visualmente los conceptos
de saturación en sus diferentes etapas, que servirán durante el desarrollo
del presente capítulo.
Fig. 1.0: Estados de saturación de un agregado.
Fuente: http://civilgeeks.com/wp-content/uploads/2011/12/clip_image002_thumb31.jpg
2. Porcentaje de Vacíos.
Es la medida del volumen expresado en porcentaje de los espacios entre
las partículas de agregados. Depende también del acomodo entre
partículas, por lo que su valor es relativo como en el caso del peso unitario.
La misma norma ASTM C-29 indicada anteriormente establece la fórmula
para calcularlo, empleando los valores de peso específico y peso unitario
estándar :
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Formula (1): Determinación del porcentaje de vacíos.
Donde :
S = Peso específico de masa
W = Densidad del agua
M = Peso unitario compactado seco
3. Absorción.
Es la capacidad de los agregados de llenar con agua los vacíos al interior
de las partículas. El fenómeno se produce por capilaridad, no llegándose
a llenar absolutamente los poros indicados pues siempre queda aire
atrapado.
Tiene importancia pues se refleja en el concreto reduciendo el agua de
mezcla, con influencia en las propiedades resistentes y en la
trabajabilidad, por lo que es necesario tenerla siempre en cuenta para
hacer las correcciones necesarias.
La normas ASTM C-127 y 128 establecen la metodología para su
determinación expresada en la siguiente fórmula :
% 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛 =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆. 𝑆. 𝑆 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜
Formula (2): Determinación de porcentaje de absorción.
4. Porosidad .
Es el volumen de espacios dentro de las partículas de agregados.
Tiene una gran influencia en todas las demás propiedades de los
agregados, pues es representativa de la estructura interna de las
partículas.
No hay un método estándar en ASTM para evaluarla, sin embargo existen
varias formas de determinación por lo general complejas y cuya validez
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es relativa. Una manera indirecta de estimarla es mediante la
determinación de la absorción, que da un orden de magnitud de la
porosidad normalmente un 10% menor que la real, ya que como hemos
indicado en el párrafo anterior, nunca llegan a saturarse completamente
todos los poros de las partículas.
Los valores usuales en agregados normales pueden oscilar entre 0 y 15%
aunque por lo general el rango común es del 1 al 5%. En agregados
ligeros, se pueden tener porosidades del orden del 15 al 50%.
5. Humedad.
Es la cantidad de agua superficial retenida en un momento determinado
por las partículas de agregado.
Es una característica importante pues contribuye a incrementar el agua
de mezcla en el concreto, razón por la que se debe tomar en cuenta
conjuntamente con la absorción para efectuar las correcciones adecuadas
en el proporcionamiento de las mezclas, para que se cumplan las
hipótesis asumidas.
La humedad se expresa de la siguiente manera según ASTM C-566:
Formula (2): Determinación del contenido de humedad.
6. Textura.
Representa qué tan lisa o rugosa es la superficie del agregado. Es una
característica ligada a la absorción pues agregados muy rugosos tienen
mayor absorción que los lisos, además que producen concretos menos
plásticos pues se incrementa la fricción entre partículas dificultando el
desplazamiento de la masa.
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IV. MATERIALES UTILIZADOS.
Muestra de 0.5 Kg de agregado fino proveniente de la cantera de Cohata,
ubicada a cuarenta minutos en carro de la ciudad de Juliaca, muestreados
según ASTM D75, y reducido según ASTM C702.
Muestra de 2 Kg de agregado grueso proveniente de la cantera de Cohata,
ubicada a cuarenta minutos en carro de la ciudad de Juliaca, muestreados
según ASTM D75, y reducido según ASTM C702.
V. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS.
Recipiente resistente al calor y de volumen suficiente para contener la
muestra.
Cucharon para remover la muestra.
Bascula electrónica con una precisión de 0.1% de la carga del ensayo
en cualquier punto dentro del rango de uso.
Horno industrial a temperatura constante de 110°C de temperatura con
una variación de ± 5°C.
VI. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO.
Seleccionar una muestra representativa por cuarteo.
Determinar la masa de la masa de la muestra de acuerdo a lo indicado en
la tabla n° 2con una aproximación de 0.1%.
TAMAÑO MAXIMO DEL AGRAGADO (mm-pulgadas)
PESO RECOMENDADO DE
LA MUESTRA A USAR EN (Kg)
4.75 - 0.1876 0.5
9.5 - 3/8 1.5
12.5 - 1/2 2.0
19.0 - 3/4 3.0
25.0 - 1 4.0
37.5 - 1 1/2 6.0
Tabla n° 2: Cantidad mínima de muestra.
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Secar completamente la muestra en el recipiente mediante la fuente de
calor seleccionada, procurando minimizar cualquier tipo de pérdida del
material. Una calefacción muy rápida puede causar que algunas
partículas exploten, resultando en una disminución de la misma.
Tomar un recipiente (tara), anotar su identificación y determinarle su peso.
Pesar la muestra húmeda mas el recipiente que la contiene.
Colocar la tara con la muestra en el horno a una temperatura constante
de 110°C, por un periodo de 24 horas.
Retirar la muestra del horno y dejarla enfriar hasta que alcance la
temperatura ambiente.
Pesar la muestra seca más el recipiente y anotar su peso.
VII. PROCEDIMIENTO REALIZADO.
Separar el agregado grueso del fino tamizándolo en la malla n° 4.
Seleccionar una muestra representativa por cuarteo.
Seleccionar una muestra de 0.5 Kg de agregado fino.
Seleccionar una muestra de 2 Kg de agregado grueso en función del
tamaño máximo nominal.
Secar completamente la muestra en el recipiente mediante la calefacción
en la cocina del laboratorio.
Tomar un recipiente (tara), anotar su identificación y determinarle su peso.
Pesar la muestra húmeda más el recipiente que la contiene.
Colocar la tara con la muestra en el horno a una temperatura constante
de 110°C, por un periodo de 24 horas.
Retirar la muestra del horno y dejarla enfriar hasta que alcance la
temperatura ambiente.
Pesar la muestra seca más el recipiente y anotar su peso.
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VIII. PRESENTACIÓN DE DATOS.
A. AGREGADO FINO.
CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO FINO
N° de Ensayo 1
N° de Tara(gr) B1
Peso de Tara (gr) 501
Peso de Tara + Muestra Humedad (gr) 1001
Peso de Tara + Muestra Seca (gr) 995
Peso de Agua (gr) 6
Peso de Muestra Seca (gr) 494
Contenido de Humedad (%) 1.215
Contenido de Humedad Promedio (%) 1.215
Tabla n° 3: Datos del ensayo de contenido de humedad del agregado fino.
B. AGREGADO GRUESO.
CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO GRUESO
N° de Ensayo 1
N° de Tara(gr) B2
Peso de Tara (gr) 499
Peso de Tara + Muestra Humedad (gr) 2499
Peso de Tara + Muestra Seca (gr) 2476
Peso de Agua (gr) 23
Peso de Muestra Seca (gr) 1977
Contenido de Humedad (%) 1.16
Contenido de Humedad Promedio (%) 1.16
Tabla n° 3: Datos del ensayo de contenido de humedad del agregado grueso.
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IX. MEMORIA DE CALCULO.
A. AGREGADO FINO.
Peso del Agua=( Peso de Tara + Muestra Humedad )-( Peso de Tara +
Muestra Seca)
Peso del agua=(1001 gr – 995 gr)= 6 gr
Peso de muestra seca=(Peso tara + muestra seca) – (Peso de tara)
Peso de muestra seca= (995 gr – 501 gr) = 494 gr.
Humedad= (𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎)−(𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎)
(𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎)∗ 100
Humedad= 500 𝑔𝑟−494 𝑔𝑟
494 𝑔𝑟∗ 100 = 1.215%
B. AGREGADO FINO.
Peso del Agua=( Peso de Tara + Muestra Humedad )-( Peso de Tara +
Muestra Seca)
Peso del agua=(2499 gr – 2476 gr)= 23 gr
Peso de muestra seca=(Peso tara + muestra seca) – (Peso de tara)
Peso de muestra seca= (2476 gr – 499 gr) = 1977 gr.
Humedad= (𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎)−(𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎)
(𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎)∗ 100
Humedad= 2000 𝑔𝑟−1977 𝑔𝑟
1977 𝑔𝑟∗ 100 = 1.16%
X. ANALISIS E INTER PRETACION DE RESULTADOS.
Los datos obtenidos del ensayo muestran que el agregado fino contiene mayor
cantidad de humedad, de lo cual se puede interpretar que este tipo de agregado
posee mayor capacidad de absorción, lo cual va a permitir que en el diseño de
mescla con este agregado se tenga que modificar en mayor grado la cantidad
de agua para que así la relación de agua cemento se mantenga constante.
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Lo contrario sucederá con el agregado grueso con el cual la variación de agua
será menor.
XI. CONCLUSIONES.
Luego de realizar el ensayo de laboratorio y el procesamiento de datos se llegó
a las siguientes conclusiones:
Se logró determinar que el contenido de humedad apara el agregado
fino ensayado es de 1.215% respecto a la masa total y el que para el
agregado grueso es de 1.16.
Durante el ensayo de laboratorio se aplicaron las especificaciones
contenidas en las normas técnica con la finalidad de determinar
resultados con mayor exactitud.
Se realizó el procesamiento de datos con la ayuda de hojas de cálculo
de Microsoft office Excel, las cuales serán adjuntadas como anexos
digitales.
Se determinó que para el presente ensayo el contenido de humedad
del agregado fino en comparación del agregado grueso es mucho
mayor, de lo cual se puede concluir que las partículas finas de
agregado tiende a absorber mayor cantidad de humedad.
XII. RECOMENDACIONES.
Tener precaución al momento de realizar los ensayos para que no se
produzcan perdidas de material y se alteren los resultados.
XIII. REFERENCIAS.
Pasquel Carbajal, Enrique (1998). Tópicos de tecnología del concreto en
el Perú- 2da Ed – Colegio de Ingenieros del Perú.
Norma técnica peruana (NTP) 339.185
Association for Testing Materials (ASTM) C566.
http://civilgeeks.com/wp-content/uploads/2011/12.
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16 LABORATORIO DE METERIALES Y TECNOLOGIA DEL CONCRETO
XIV. ANEXOS.
Anexo n° 1: Cuarteo del agregado grueso.
Fuente: Fuente propia.
Anexo n° 2: Cuarteo del agregado fino.
Fuente: Fuente propia.
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Anexo n° 3: Muestras húmedas de agregado fino y grueso.
Fuente: Fuente propia.
Anexo n° 4: Horno industrial para el secado del agregado, temperatura
constante de 110 °C.
Fuente: Fuente propia.
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Anexo n° 4: Determinación del peso seco del agregado fino.
Fuente: Fuente propia.
Anexo n° 5: Determinación del peso seco del agregado grueso.
Fuente: Fuente propia.
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Anexo n° 5: Hoja de recolección de datos de laboratorio.
Fuente: Laboratorio de materiales y tecnología del concreto.
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