2ºdo LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

“Contenido de humedad, porcentaje de absorción y peso específico del agregado fino y

del agregado grueso”

1. Introducción:

Los materiales de construcción son los cuerpos que integran una obra de construcción,

cualquiera sea su naturaleza, composición y formas. Antes de realizar cualquier obra

siempre se debe realizar un ensayo de laboratorio, y el siguiente informe trata de la práctica

de laboratorio número 2. Dicho informe tiene como finalidad dar a conocer el método de

ensayo para determinar por secado el contenido de humedad total en el agregado, así como

también el cálculo del peso específico.

CONSULTAS

- NTP 400.022, NPT400. 021

- ASTM C1 28-68, ASTM 127-68

2. Objetivos:

- Identificar y utilizar el medio más apropiado para extraer la humedad de los

agregados.

- Conocer la relación que existe entre la humedad total, la humedad superficial y la

absorción.

- Determinar el contenido de la humedad total para asegurar la calidad y uniformidad

dadas al producir la mezcla de concreto.

3. Marco teórico

3.1. Agregados:

Son aquellos materiales inertes, duros y resistentes, libres de materiales nocivos

que por su relativo bajo costo se usan para darle cuerpo y volumen a una mezcla de

concreto. En general los agregados ocupan por lo menos tres cuartas partes del

volumen del concreto; también limitan la resistencia del concreto, dependiendo del

tipo de agregado con el que se haga la mezcla; además, sus propiedades afectan en

gran medida tanto la durabilidad como el comportamiento estructural del concreto.

Las partículas de agregados pueden pasar por cuatro estados, los cuales son:

- Totalmente seco: Se logra mediante un secado al horno a 110°C hasta que los

agregados tengan un peso constante. (Generalmente 24 horas).

- Parcialmente seco: Se logra mediante exposición al aire libre.

- Saturado y Superficialmente seco (SSS): En un estado límite en el que los

agregados tienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se

encuentran secos. Este estado sólo se logra en el laboratorio.

- Totalmente Húmedo: Todos los agregados están llenos de agua y además existe

agua libre superficial.

La absorción y el contenido de humedad de los agregados deben

determinarse de tal manera que la proporción de agua en el concreto puedan

controlarse y se puedan determinar los pesos corregidos de las muestras.

El contenido de humedad en los agregados se puede calcular mediante la

utilización de la siguiente fórmula:

Donde:

CH=( PH – PS )

PS

x 100 %

También existe la Humedad Libre donde esta se refiere a la película

superficial de agua que rodea el agregado; la humedad libre es igual a la

diferencia entre la humedad total y la absorción del agregado, donde la humedad

total es aquella que se define como la cantidad total que posee un agregado.

Cuando la humedad libre es positiva se dice que el agregado está aportando agua a

la mezcla, para el diseño de mezclas es importante saber esta propiedad; y cuando

la humedad es negativa se dice que el agregado está quitando agua a la mezcla.

3.2. Peso Volumétrico Unitario:

Es el peso del material necesario para llenar un recipiente de un pie cúbico. Se

usa el término, peso “volumétrico unitario” porque se trata del volumen ocupado por

el agregado y los huecos. Existe peso volumétrico suelto y compactado.

Pu=Pm

V c

Pm : Pesode la muestra

V c :Volumen aparente

3.3. Peso Específico:

Es la relación de su peso al peso de un volumen igual de agua. Se usa en algunos

cálculos para el control y proyecto de mezclas: por ejemplo, en la determinación del

volumen absoluto ocupar, por el agregado. No es una medida de calidad del

agregado. La mayor parte de los agregados de peso normal tienen pesos específicos

comprendidos entre 2.4 y 2.9.

Pe=Pm

V ab

Pm : Pesode la muestra

V ab :Volumenabsolutoo Volumenreal

3.4. Absorción y Humedad Superficial:

Deben terminarse de manera que la proporción de agua en el concreto pueda

controlarse y se puedan determinar los pesos correctos de las mezclas. La estructura

interna de las partículas de un agregado está formadas por material sólido y huecos

que pueden contener agua o no.

Contenidos de Humedad (W): El contenido de agua dentro de un agregado

expresado en porcentaje es:

CH=( PH – PS )

PS

x 100 %

PH: peso de la muestra humedad (g)

PS: peso de la muestra seca (g)

CH (%): contenido de humedad (%)

3.5. Porcentaje de Absorción:

Es la cantidad de agua que puede absorber un agregado, expresado en

porcentajes es;

PA=( PSSS – PS )

PS

x 100 %

PS: peso de la muestra seca (%)

PSSS: peso de la muestra saturada y superficialmente seca (g)

PA (%): porcentaje de absorción (g)

3.6. Sustancias Perjudiciales en los Agregados:

Las sustancias perjudiciales que pueden estar presentes en los agregados

incluyen las impurezas orgánicas, limo, arcillas, carbón de piedra, lignito, y unas

partículas blandas y ligeras. La mayor parte de las especificaciones limitan las

cantidades permisibles de estas sustancias en los agregados.

3.7. Interpretación de resultados:

CH %<|%|

Esto último se refiere a que las condiciones del material estén Húmedo o

totalmente mojado.

4. Equipos y materiales

- Balanza con sensibilidad de 0,1g y con capacidad de 1 kg o más.

- Frasco volumétrico de 500 cm3 de capacidad, calibrado hasta 0, 10 cm3, o frasco de 1

litro calibrado.

-

- Molde metálico de forma

troncocónica de 40mm de diámetro en la parte superior, 90mm de diámetro en la

parte inferior y 75mm de altura.

- Barra compactadora de metal de 340 gr con un extremo de superficie plana circular

de 25 mm de diámetro.

- Estufa capaz de mantener una temperatura aproximada de 110°c.

Muestra

Para el laboratorio nº 2 se utilizaron:

- 1000 g de Arena.

- 3000 g de Piedra.

5. Procedimiento

5.1. De la arena

- Por el método de cuarteo seleccionar 1000 g de arena en estado natural (PH =

1000g).

- Secar la muestra a 110°C aproximadamente hasta peso constante (PS).

- Calcular:

CH=( PH – PS )

PS

x 100 %

- Luego cubrir la muestra en agua durante 18 a 24 horas.

- Colocar la muestra en una mesa, expandirla y removerla para garantizar un secado

uniforme.

- Colocar la muestra en un molde metálico,

apisonándola 25 veces.

- Levantar el molde verticalmente. Si

existe humedad superficial, el cono de

agregado fino mantendrá su forma.

- Se sigue revolviendo constantemente y se repite la operación a intervalos

frecuentes hasta que el cono se derrumbe al quitar el molde. En este caso la muestra

ha alcanzado la condición de saturado y superficialmente seco (SSS).

Primer método

De inmediato introducirlo en el frasco de 500 cm3 y llenarlo de agua

hasta casi la marca de 500 cm3, rodarlo suavemente el frasco para

expulsar las Burbujas de agua. Completar con agua hasta la marca de

500cm3, luego de una hora.

Calcular el peso total de agua añadida en el frasco con aproximación de

0, 1 g (Va)

Sacar la muestra del frasco incluida el agua a un recipiente y llevarlo al

Horno hasta peso constante (PS).

Cálculo de resultados: Pe= PsVsss

PA=( PSSS−PS )

PS

x100

Segundo método:

Utilizando el frasco graduado de un litro de capacidad.

En un frasco de un litro, con 500 cm3 de agua, introducir la muestra de

500 g en condiciones de SSS.

Dejar reposar la muestra por unos 3 minutos, leer el volumen final el

agua (VF). Obtener VSSS= VF – 500.

Sacar la muestra del frasco incluida el agua a un recipiente y secarlo en

el horno a 110ºC aproximadamente hasta peso constante (PS).

Cálculo de resultados:

Pe=PS

V SSS

PA=( PSSS−PS )

PS

x100 %

5.2. De la piedra

- Seleccionar por el método del cuarteo 3000g de piedra en estado natural

(PH=3000 g).

- Llevar a la muestra al horno a una temperatura aproximada de 110°C, hasta peso

constante (Ps).

- Calculo de resultados:

CH=( PH – PS )

PS

x 100 %

- Sumergir esta misma muestra en agua durante 18 a 24 horas.

- Continuación se coloca la muestra sobre una mesa y con una franela lavamos

secando hasta desaparecer toda película de agua visible, tan pronto se logre esta

condición se pesa 1kg (Psss).

- Inmediatamente se introduce en un frasco de un litro de capacidad, que contiene

500 cm3 de agua. Luego de tres minutos se lee el volumen final del agua (Vf). Se

obtiene:

V SSS=V F−500

- Seguidamente secar la muestra del frasco incluida el agua a un recipiente y llevarlo

al horno para secar a temperatura aproximada de 110°C hasta peso constante (Ps).

- Cálculo de resultados:

Pe= PsV sss

PA=( PSSS−PS )

PS

x 100 %

6. Cálculos y resultados:

6.1. Datos iniciales:

CANTIDAD DE HUMEDAD

De la Arena

Antes del secado

- Precipiente=320g

- Precipiente + PH = 1320g

- PH = 1000 g.

Después del secado

- Precipiente=320g

- Precipiente + PH = 1310g

- PS = 990g.

De la Piedra

Antes del secado

- Precipiente=490g

- Precipiente + PH = 3490g

- PH = 3000g.

Después del secado

- Precipiente=490g

- Precipiente + PH = 3429g

- PS = 2999g.

6.2. Cálculos

Cantidad de Humedad

a) De la Arena

CH=( PH – PS )

PS

x 100 %=(1000−990 )

990x100 %

CH=1.01 %

b) De la Piedra

CH=( PH – PS )

PS

x 100 %=(3000−2990)

2990x 100 %

CH=0.033 %

Porcentaje de Absorción y Peso específico

a) De la Arena

Se realiza el secado uniforme para eso proceso se utiliza el molde, luego de

manifestar que la muestra está en una condición de “SATURADO Y

SUPERFICIALMENTE SECO (Psss)”, se procede a pesar

Psss=500g

MEDICION DEL VOLUMEN MEDIANTE EL SEGUNDO METODO

Volumen Agua + Volumen Arena = VF =690 cm3

VSSS = VF – 500 Vsss = 690 cm3 – 500 cm3

Vsss = 190 cm3

Luego de obtener un peso constante en el horno.

Precipiente=320g

Precipiente + Ps (arena) = 818g

PS = 498g.

Peso específico

Pe= PsV sss

=498190

Pe=2.62105 g /cm3

Porcentaje de Absorción

PA=( PSSS−PS )

PS

x1 00 %=(500−498)

498x100 %

PA=0.4016 %

b) De la Piedra

Luego de secarlo y mantener una condición de “SATURADO Y

SUPERFICIALMENTE SECO (Psss)”

Donde Psss = 1000g

Volumen Agua + Volumen Piedra = VF =870 cm3

VSSS = VF – 500 Vsss = 870 cm3 – 500 cm3

Vsss = 370 cm3

Luego de obtener un peso constante en el horno.

Precipiente=490g

Precipiente + Ps (piedra) = 1487g

PS = 997g.

Peso específico

Pe= PsV sss

=997370

Pe=6,6945 g /cm3

Porcentaje de Absorción

PA=( PSSS−PS )

PS

x100 %=(1000−997)

997x 100 %

PA=0.300%

7. Conclusiones:

- los pesos específicos del agregado grueso (piedra) cumplen con la norma técnica peruana,

su uso para la preparación de hormigón es adecuado.

- En el agregado grueso la absorción del 0.300 % nos indica que el ripio absorberá este

porcentaje del volumen total del agua; razón por la cual se debe aumentar en este

porcentaje de agua para la mezcla para tener el 100%.

- El incremento del peso del agregado es debido al agua que se sitúa en sus poros, sin

incluir al agua que se adhiere a la superficie del material, siendo expresada como un

pequeño porcentaje de la masa seca.

8. Recomendaciones:

- Calibrar la balanza antes de utilizarla para que podamos obtener resultados con mayor

precisión.

- Manipular el horno cuidadosamente al poner y al retirar la muestra, debido a que podría

ocasionar quemaduras.

- Tener bien en claro todas las definiciones de los procesos, el uso de los equipos para poder

realizar un trabajo satisfactorio.

- Que el encargado del laboratorio de materiales de construcción, este presente y brinde

apoyo a los estudiantes con los equipos necesarios.