practica de laboratorio5
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21 DE NOVIEMBRE DEL 2013 [ ]
PRACTICA DE LABORATORIO
N° 05
DETERMINACION DE LOS PESOS UNITARIOS SECOS,
SUELTOS Y SECOS COMPACTADOS DE LOS
AGREGADOS
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I. INTRODUCCION
El peso unitario de un agregado es la relación entre el peso de una determinada
cantidad de este material y el volumen ocupado por el mismo, considerando
como volumen al que ocupan las partículas del agregado y sus correspondientes
espacios inter granulares expresado en kilogramos por metro cubico.
Hay dos valores para esta relación dependiendo del acomodamiento que se da de
un material y además se le da la denominación a cada uno de ellos, al primero
peso unitario seco suelto (PVSS) y la segundo peso unitario seco compactado
(PVSC) Que ambos sirven para establecer relaciones entre volúmenes y pesos de
estos materiales, y también los pesos unitarios sirven para determinar el
porcentaje de los vacíos existentes en un agregado
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II. OBJETIVO
Determinar el peso unitario seco suelto del agregado fino y grueso
Determinar el peso unitario seco compactado del agregado fino y
grueso
Determinar el porcentaje de vacíos de agregado fino y grueso
III. NORMAS
NTP 400.014:1999, ASTM C-29
IV. MARCO TEORICO
4.1 PESO UNITARIO.
El peso unitario es el peso de la unidad de volumen de material a granel en las
condiciones de compactación y humedad es que se efectúa el ensayo, expresada
en kg/m3. Aunque puede realizarse el ensayo sobre agregado fino y agregado
grueso; el valor que es empleado en la práctica como parámetro para la
dosificación de hormigones, es el peso unitario compactado del agregado grueso.
4.2 PESO UNITARIO SUELTO (PVSS)
Se denomina PVSS cuando para determinarla se coloca el material seco
suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y a continuación se nivela a
ras una varilla. El concepto PUSS es importante cuando se trata de manejo,
transporte y almacenamiento de los agregados debido a que estos se hacen en
estado suelto. Se usara invariablemente para la conversión de peso a volumen, es
decir para conocer el consumo de áridos por metro cubico de hormigón.
4.3 PESO UNITARIO COMPACTADO (PVSC)
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Se denomina PVSC cuando los granos han sido sometidos a compactación
incrementando así el grado de acomodamiento de las partículas de agregado y por
lo tanto el valor de la masa unitaria.
El PUSC es importante desde el punto de vista diseño de mezclas ya que con él se
determina el volumen absoluto de los agregados por cuanto estos van a estar
sometidos a una compactación durante el proceso de colocación del hormigón.
Este valor se usara para el conocimiento de volúmenes de materiales apilados y
que estén sujetos a acomodamiento o asentamiento provocados por él, transita
sobre ellos o por la acción del tiempo. También el valor del peso unitario
compactado, es de una utilidad extraordinaria para el cálculo de por ciento de
vacíos de los materiales. CALIBRACIÓN DEL MOLDE. El molde debe ser calibrado
con exactitud, determinando el peso del agua requerida para llenarlos; el volumen
de cada molde se determina dividiendo el peso del agua requerida para llenar el
molde por el peso unitario del agua. La tabla que se muestra a continuación es la
utiliza para diferentes tipos de muestra de acuerdo a su diámetro del agregado.
El concreto convencional, empleado normalmente en pavimentos, edificios y en
otras estructuras tiene un peso unitario dentro del rango de 2,240 y 2,400 kg por
metro cúbico (kg/m3). El peso unitario (densidad) del concreto varia, dependiendo
de la cantidad y de la densidad relativa del agregado, de la cantidad del aire
atrapado o intencionalmente incluido, y de los contenidos de agua y de cemento
mismos que a su vez se ven influenciados por el tamaño máximo del agregado.
Para el diseño de estructuras de concreto, comúnmente se supone que la
combinación del concreto convencional y de las barras de refuerzo pesa 2400
kg/m3. Además del concreto convencional, existe una amplia variedad de otros
concretos para hacer frente a diversas necesidades, variando desde concretos
aisladores ligeros con pesos unitarios de 240 kg/m3, a concretos pesados con pesos
unitarios de 6400 kg/m3, que se emplean para contrapesos o para blindajes contra
radiaciones.
4.4 RESUMEN DE PESOS UNITARIOS SUELTO Y COMPACTO
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Se denomina peso volumétrico o peso unitario del agregado ya sea suelto o
compacto, el peso que alcanza un determinado volumen unitario generalmente se
expresa en Kg/m3 este valor requerido cuando se trata de agregados ligeros o
pesados en caso que se dosifique el concreto teniendo un peso unitario seco y
compacto de un promedio de 1500 – 1700 Kg/m3
4.5 PESO SOLIDO
Es el producto de la gravedad específica por la densidad de agua. En la
práctica se considera que el peso solido es aquel que tendrá material si se
pudiera eliminar totalmente los vacíos internos externos, el peso solido se
emplea en la determinación del volumen absoluto o volumen del solido del
material
4.6 VOLUMEN ABSOLUTO
Es el espacio ocupado por las partículas de un material sin considerar los vacíos
internos y externos, el volumen absoluto de una masa de agregados es la suma
de volúmenes absoluto de todas sus partículas.
4.7 CONTENIDOS DE VACIOS
El término vacíos se refiere a los espacios no ocupados entre las partículas de
agregado. Puede decirse que este valor es la diferencia entre el volumen bruto total
de la masa de agregado y el espacio realmente ocupado por las partículas Se
puede calcular con la siguiente formula.
E=100∗( peso solido−pesounitariopeso solido )
Dónde:
Peso solido = gravedad especifica
NOTA: se tomara la gravedad específica como dato del laboratorio anterior
para:
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1. Agregado fino =2561 kg/m3
2. Agregado grueso =2696.6 kg/m3
V. EQUIPO UTILIZADO
Una balanza de precisión 1gramo de sensibilidad.
Una varilla de acero de 5/8” (16
mm) de diámetro, aproximadamente 24”(600 mm) de longitud, con al menos uno
de sus extremos acabados en forma de bala .
Moldes o recipientes cilíndricos manejables y suficientemente rígidos para evitar su
deformación, cumpliendo los requisitos dimensionales.
tamaño máximo del agregado
capacidad del recipiente diámetro interior
altura interior
pulgadas milímetros Pies3 metros Metros3centímetros
centímetros
1/2 12.5 1/10 2.8 0.0028 15.25 15.501 25.0 1/3 9.3 0.0093 20.35 29.101 1/2 37.5 1/2 14 0.014 25.40 27.904 100 1 28 0.028 35.60 28.50
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Pala, cucharon. Una pala o cucharon grande de tamaño conveniente para
llenar el recipiente
Horno que mantenga una temperatura constante de 110±5°C
DETERMINACION DEL FACTOR DE CALIBRACION DE LOS MOLDES (FC)
Los moldes utilizados deberán calibrarse con agua limpia a la
temperatura ambiente usando el siguiente equipo
Termómetro con capacidad hasta 50°C, con sensibilidad de
0.5°C.
Placa de vidrio
Probeta graduada
Balanza con sensibilidad de 1.0gr
Procedimiento
Pese el molde y anote su peso
Llene el molde con agua a la temperatura ambiente, enrase con
la placa de vidrio eliminando las burbujas
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Determine el peso neto del agua contenido en el molde más el
molde con aproximación de 1.0gr
Mida la temperatura del agua y determine el peso específico de
la misma haciendo uso de la tabla siguiente
temperatura densidad del agua°F °C Lb/pie3 Kg/m3
60 15.6 62.366 999.0165 18.3 62.336. 998.5470 21.1 62.301 887.97
73.4 23 62.274 997.5475 23.9 62.261 997.3280 26.7 62.216 996.5985 29.4 62.166 995.83
Calcule el volumen (V) del molde dividiendo el peso del agua
exigido para llenar el molde por la densidad del agua a la
temperatura de ensaye. Calcule factor de calibración (FC)
dividiendo la densidad del agua a la temperatura de ensayo por el
peso neto de agua para llenar el molde
V. MUESTRA
5000 gr. Para el agregado fino
5000 gr. Para el agregado grueso
VII. PROCEDIMIENTO
ESTOS DOS PROSEDIMIENTOS SE REPITEN 3 VECES PARA AGREGADO
GRUESO Y FINO
a) PESO UNITARIO O VOLUMETRICO SECO SUELTO (PUSS)
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Seleccione una muestra representativa por cuarteo del agregado a ensayar
(grava o arena)
La muestra debe estar previamente seca (secada al horno)
Pese el recipiente adecuado, según tamaño de agregado, y anote su peso
Deposite material en el recipiente vacío y se registra ese valor. Se llena el
recipiente hasta el desborde por medio de una pala o cuchara, descargando el
agregado desde una altura que no exceda los 50 mm por sobre el borde
superior del recipiente. Se debe evitar en lo posible la segregación de los
agregados que componen la muestra.
Pese el recipiente con el material contenido y anote su peso
Repite este procedimiento tres veces como mínimo
Calcule el peso volumétrico seco suelto con la formula siguiente
PVSS=( pesodelmaterial+el resipiente )−(peso del resipiente)
volumendel resipiente
Se puede también determinar el PVSS con la formula siguiente
PVSS = ((peso del material suelto + recipiente)-(peso del recipiente))*FC
b) PESO UNITARIO O VOLUMETRICO SECO COMPACTO (PVSC)
Seleccione una muestra representativa por cuarteo del agregado a ensayar (grava o arena)
La muestra debe estar previamente seca (secada al horno) Pese el recipiente vacío (según tamaño de agregado) y se registra su peso.
Deposite material en el recipiente, en tres capas procurando efectuar esta operación con la ayuda de un cucharon utilizando una altura constante sobre la parte superior del molde que no exceda de 5cm en el puño de la mano
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Se efectúa la compactación de la capa de agregado mediante 25 golpes de la varilla distribuidos uniformemente en toda la superficie del material
Se continúa el llenado del recipiente hasta 2/3 de su capacidad y se compacta esta segunda capa con 25 golpes de varilla, sin penetrar en la capa previa ya compactada.
Finalmente, se vuelve a llenar el recipiente hasta que desborde y se compacta con 25 golpes de la varilla, sin penetrar en la capa previa ya compactada.
Se nivela la capa superficial del agregado en forma manual utilizando la varilla, de manera de enrasarla con el borde superior del recipiente.
Se determina la masa del recipiente más su contenido y se registra este valor.
Calcule el peso volumétrico seco compactado con la siguiente formula.
(PVSC)=(peso delmaterial+elrecipiente )−( peso delresipiente)
Volumendel resipiente
Se puede también determinar el PVSC con la formula siguiente
PVSC = ((peso del material suelto + recipiente)-(peso del recipiente))*FC
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ViII. CALCULO
AGREGADO FINO
DETERMINACIÓN DEL PESO UNITARIO O VOLUMÉTRICO SECO SUELTO (PVSS) Y SECO COMPACTADO (PVSC)
SECO SUELTO (PVSS) AGREGADO FINO.
(PVSC)=(peso delmaterial+elrecipiente )−( peso delresipiente)
Volumendel resipiente
Peso del molde = 3426gr
Volumen del molde =2776cm3
MUESTRA Nº1
PVSS =( 7610−34262776 )X 1000 = 1507.20 kg/m3
MUESTRA Nº2
PVSS =( 7610−34262776 )X 1000 = 1507.20 kg/m3
MUESTRA Nº3
PVSS =( 7615−34262776 )X 1000 = 1509.01 kg/m3
PROMEDIO (PVSS) =( 1507.20+1507.20+15009.013 ) = 1507.80 kg/m3
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SECO COMPACTADO (PVSC) AGREGADO FINO.
(PVSC )=(peso delmaterial+elrecipiente )−( peso delresipiente )
Volumendel resipiente
Peso del molde = 3426gr
Volumen del molde =2776cm3
MUESTRA Nº1
(PVSC) =( 8070−34262776 )X 1000 = 1672.91 kg/m3
MUESTRA Nº2
(PVSC) =( 8055−34262776 )X 1000 = 1667.51 kg/m3
MUESTRA Nº3
(PVSC) =( 8070−34262776 )X 1000 = 1672.91 kg/m3
PROMEDIO (PUSC) =( 1694.52+1696.33+1698.133 ) = 1671.11 kg/m3
CONTENIDOS DE VACIOS(%)
E = 100 x ( peso solido−peso unitariopeso solido
)
DONDE:
PESO SOLIDO O GRAVEDAD ESPECIFICA =2561 Kg/m3
SECO SUELTO
E =( 2561.00−1507.802561.00 )X100 = 41.12%
SECO COMPACTADO
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E =( 2561.00−1671.112561.00 )X 100 = 34.75%
DIF. DE % E
DIF. (E) =( 41.12−34.752 )= 3.19%
CUADRO DE RESUMEN DE PESO UNITARIO SECO SUELTO (PVSS) Y SECO COMPACTADO (PVSC)
TIPO DE PESO UNITARIO PESO UNITARIO SUELTOPESO UNITARIO COMPACTADO
muestra nº 1 2 3 1 2 3
peso material + molde(gr) 7610.00
7610.00
7615.00 8070.00
8055.00 8070.00
peso del molde(gr) 3426.00
3426.00
3426.00 3426.00
3426.00 3426.00
peso del material(gr) 4184.00
4184.00
4189.00 4644.00
4629.00 4644.00
volumen del molde (cm3) 2776.00
2776.00
2776.00 2776.00
2776.00 2776.00
peso unitario (kg/m3) 1507.20
1507.20
1509.01 1672.91
1667.51 1672.91
peso unitario promedio 1507.80 1671.11peso solido u gravedad esp. 2561%e 41.12 34.75diferencia de %e 3.19
AGREGADO GRUESO
DETERMINACIÓN DEL PESO UNITARIO O VOLUMÉTRICO SECO SUELTO (PVSS) Y SECO COMPACTADO (PVSC)
SECO SUELTO (PVSS) AGREGADO GRUESO
Peso del molde = 5333gr
Volumen del molde =9341cm3
MUESTRA Nº1
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(PVSS) =( 21195 .00−5333.009341 )X1000 = 1698.11 kg/m3
MUESTRA Nº2
(PVSS) =( 21185 .00−5333.009341 )X1000 = 1697.03 kg/m3
MUESTRA Nº3
(PVSS) =( 21190 .00−5333.009341 )X1000 = 1697.57 kg/m3
PROMEDIO (PVSS) =( 1698.11+1697.03+1697.573 ) = 1697.57 kg/m3
SECO COMPACTADO (PVSC) AGREGADO GRUESO
(PVSC )=(peso delmaterial+elrecipiente )−( peso delresipiente)
Volumendel resipiente
Peso del molde = 5333gr
Volumen del molde =9341cm3
MUESTRA Nº1
(PVSC) =( 21640 .00−5333.009341.00 )X1000 = 1745.74 kg/m3
MUESTRA Nº2
(PVSC) =( 21645 .00−5333.009341.00 )X1000 = 1746.28 kg/m3
MUESTRA Nº3
(PVSC) =( 21680 .00−5333.009341.00 )X1000 = 1750.02 kg/m3
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PROMEDIO (PVSC) =( 1745.74+1746.28+1750.023 ) = 1747.35 kg/m3
CONTENIDOS DE VACIOS
E = 100 x ( peso solido−peso unitariopeso solido
)
DONDE:
PESO SOLIDO O GRAVEDAD ESPECIFICA =2696.6 Kg/m3
SECO SUELTO
(E) =( 2696.6−1697.572696.6 )X 100= 37.05%
SECO COMPACTADO
(E) =( 2696.6−1747.352696.6 )X 100=35.20%
DIF. DE % E
DIF. (E) =( 37. 05−35.202 )= 0.93%
CUADRO DE RESUMEN DE PESO UNITARIO SECO SUELTO (PVSS) Y SECO COMPACTADO (PVSC)
tipo de peso unitario PESO UNITARIO SUELTO PESO UNITARIO COMPACTADOmuestra nº 1 2 3 1 2 3peso material + molde(gr) 21195.00 21185.00 21190.00 21640.00 21645.00 21680.00peso del molde(gr) 5333.00 5333.00 5333.00 5333.00 5333.00 5333.00peso del material(gr) 15862.00 15852.00 15857.00 16307.00 16312.00 16347.00volumen del molde (cm3) 9341.00 9341.00 9341.00 9341.00 9341.00 9341.00peso unitario (kg/m3) 1698.11 1697.03 1697.57 1745.74 1746.28 1750.02peso unitario promedio 1697.57 1747.35peso solido u gravedad esp. 2696.6% e 37.05 35.20diferencia de % e 0.93
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IX. DISCUCION DE RESULTADOS
Al momento de desarrollo de este ensayo para el ´peso unitario del seco suelto y compactado del agregado fino y grueso hay que tener mucho cuidado al momento de echar la muestra en el molde ya que la variación de altura relación molde y cucharon no debe variar 5cm del puño de la mano y si esto ocurriera lo contrario tendríamos resultados diferentes a la que hemos obtenido
La diferencia de pesos unitarios de los agregados fino y grueso tiene una variación considerable por lo que hace entender que mayor tamaño del solido está en volumen tiene mayor peso a la relación de vacíos
X. CONCLUSIONES
Se finalizó la práctica de manera satisfactoria.
Se puede mencionar que el peso unitario seco suelto del agregado fino y grueso está dentro del parámetro ya que el promedio obtenido en él ensayo es de: para agregado fino (1507.80 kg/m3) y para agregado grueso (1697.57 kg/m3) además su propiedad física es de gran importancia en la dosificación del diseño de mezcla.
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. Se puede mencionar que el peso unitario seco compactado del agregado fino se encuentra dentro del parámetro con el promedio obtenido en él ensayo (1671.11 kg/m3 ) y para agregado grueso (1747.35 kg/m3 ) este resultado se encuentra por encima del parámetro por lo tanto podríamos decir que es un agregado pesado.
Es importante conocer estos datos pues nos indican la calidad de los agregados por los valores obtenidos en el ensayo además corresponden a los materiales de buen comportamiento, y si el resultado hubiese sido lo contrario estas correspondería a agregados débiles y absorbentes
Con respecto a la relación de vacíos se obtiene los siguientes resultados, para seco suelto y compacto del agregado fino es de 3.19% y para seco suelto y compacto del agregado grueso 0.93% este resultado nos indica que el agregado fino tiene mayor porcentaje de vacíos que un agregado grueso
XI. RECOMENDACIONES
Para el perfecto enrasado del material en el molde se recomienda llenar el mismo de él.
Para evitar errores en las lecturas de los pesos se recomienda realizar todas las pesadas en una sola balanza para tener mayor precisión del peso.
XIII. BIBLIOGRAFIA
Guía de Tecnología del concreto
ASTM DESIGNATION: C 33 – 90STANDARD SPECIFICATION FOR
CONCRETE AGGREGATES
MANUAL DEL INGENIERO CIVIL. Tomo I. Mac Graw Hill: México. sección 5-6.
ARANGO V., Antonio. Mecánica de Suelos.
http://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados2.shtml
Hormigón Armado de Jiménez Montoya
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