informe humedad de agregados
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UNIVERSIDAD PERUANA UNIONFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
E.A.P DE INGENIERIA CIVILLABORATORIO DE TECNOLOGÍA DE CONCRETO
INTRODUCIÓN
En el presente informe desarrollaremos un criterio muy importante en un
diseño de mezcla, puesto que sabremos el porcentaje de contenido de humedad
de nuestros agregados, en este caso piedra y arena gruesa.
Como sabemos en los agregados existen poros, los cuales encuentran en
la intemperie y pueden estar llenos con agua, estos poseen un grado de humedad,
el cual es de gran importancia ya que con él podríamos saber si nos aporta agua a
la mezcla.
En nuestro laboratorio utilizaremos agregados que están parcialmente
secos (al aire libre) para la determinación del contenido de humedad total de los
agregados. Este método consiste en someter una muestra de agregado a un
proceso de secado y comparar su masa antes y después del mismo para
determinar su porcentaje de humedad total. Este método es lo suficientemente
exacto para los fines usuales, tales como el ajuste de la masa en una mezcla
de 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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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
3
1. OBJETIVOS.
1.1. OBJETIVO GENERAL
Determinar el contenido de agua que posee una muestra de agregado
fino y grueso con respecto al peso seco de la muestra.
1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.
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 gruesos.
2. NORMAS.
2.1. 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.
2.2. 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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3. MARCO TEORICO
3.1. LOS AGREGADOS PARA CONCRETOLos agregados pueden tener algún grado de humedad lo cual está directamente
relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su vez del
tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros.
Las partículas de agregado pueden pasar por cuatro estados, los cuales se describen a
continuación:
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.
El contenido de humedad en los agregados se puede calcular mediante la utilización de
la siguiente fórmula:
P= [ (W – D) / D] * 100
Donde,
P : es el contenido de humedad [%]
W : es la masa inicial de la muestra [g]
D: es la masa de la muestra seca [g]
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
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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.
Esta propiedad está regido por la Norma Técnica Colombiana # 1776 "Determinación
del Contenido de Humedad Total" donde explica el procedimiento a seguir para realizar
el ensayo para determinar dicha propiedad. Este método no se puede aplicar en aquellos
casos en el que el calor pueda alterar al agregado, o donde se requiere una
determinación más refinada de la humedad
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.
3.2. 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.
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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.
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.
MINERALE
S
ROCAS
IGNEAS
ROC
AS SILICE Granito
Sienita
Diorita Grabo
Pendotita
Pegmatita
Vidrio
Volcanico
Obsid
iana
Pumi
cita
Marmol
Metacuarcita
Pizarra
Filita
Esquisto
Anfibolita
Homfelsa
Cuarzo Opalo Caldedonia Tridimita Cristolbalita
SILICATOSFeldespatos Ferromagnesianos
Hornblenda Augita
ArcillasIlitas Caolinas
MortmolirillonitaMica Zeolita
ROCAS SEDIMENTARIAS
Conglomerados Arenas
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Cuarcita Arenisca
Piedra Arcillosa Piedra aluvional Argilita y Pizarra Carbonatos
Calizas Dolomitas Marga Tiza
Horsteno
CARBONATOSCalcita DolomitaSULFATOSYeso AnhidritaSULFUROS DE HIERROPirita Marcasita PirotitaOXIDOS DE HIERROMagnetita 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
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en relación al concreto, habiéndose establecido técnicas y métodos de diseño
y uso para cada caso.
3.3. 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
10
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 :
Formula N° 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 :
% bsorción = 𝑃𝑒so 𝑆. 𝑆. 𝑆 – 𝑃𝑒so
seco𝑃𝑒so seco
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Formula N° 3 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
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 N° 4: 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.
4. MATERIALES UTILIZADOS.
Muestra de 0.5 Kg de agregado fino proveniente de la salida a Lampa, ubicada a
trienta minutos en servicio urbano de la ciudad de Juliaca, muestreados según
ASTM D75, y reducido según ASTM C702.
Muestra de 2 Kg de agregado grueso proveniente de la salida a Lampa, ubicada a
treinta minutos en servicio urbano de la ciudad de Juliaca, muestreados según
ASTM D75, y reducido según ASTM C702.
5. 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.
6. 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%.
Tabla N° 2: Cantidad mínima de muestra.
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.
7. PRESENTACIÓN DE DATOS.
7.1. AGREGADO FINO.
CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO FINO
N° de Ensayo 1 2 3
6.037.5 - 1 1/2
4.025.0 - 1
3.019.0 - 3/4
2.012.5 - 1/2
1.59.5 - 3/8
4.75 - 0.1876
TAMAÑO MAXIMODEL AGRAGADO(mm-pulgadas)
PESORECOMENDADO DE
LA MUESTRA A USAR EN (Kg)
0.5
N° de Tara(gr)
Peso de Tara (gr) 266 281 298
Peso de Tara + Muestra Humedad (gr) 565 567 587
Peso de Tara + Muestra Seca (gr) 561 564 583
Peso de Agua (gr) 4 3 4
Peso de Muestra Seca (gr) 295 283 285
Tabla N° 3: Datos del ensayo de contenido de humedad del agregado fino.
7.2. AGREGADO GRUESO.
CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO GRUESO
N° de ensayo 1 2 3
N° de tara
Peso de tara (gr) 266 281 298
Peso de tara y muestra húmeda (gr) 798 781 766
Peso de tara y muestra seca (gr) 793 777 762
Peso del agua (gr) 5 4 4
Peso de la muestra seca (gr) 527 496 464
Tabla N° 3: Datos del ensayo de contenido de humedad del agregado grueso.
8. MEMORIA DE CALCULO.
8.1. AGREGADO FINO.
8.1.1. Peso del Agua=( Peso de Tara + Muestra Humedad )-( Peso de Tara + Muestra
Seca)
8.1.2. Peso de muestra seca=(Peso tara + muestra seca) – (Peso de tara)
% HUMEDAD =
(muestrahúmeda )−(muestras _sec a)muestrasec a
∗100
% HUMEDAD =
2000−19951995
∗100=0 .25
8.2. AGREGADO FINO.
% HUMEDAD =
(muestrahúmeda )−(muestras _sec a)muestrasec a
∗100
% HUMEDAD =
500−441441
∗100=13 . 38
8.3. RESULTADOS
CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO FINO
N° de ensayo 1 2 3
N° de tara
Peso de tara (gr) 266 281 298
Peso de tara y muestra húmeda
(gr)
766 781 798
Peso de tara y muestra seca (gr) 707 723 735
Peso del agua (gr) 59 58 63
Peso de la muestra seca (gr) 441 442 437
Contenido de humedad parcial
(%)
13.37868481 13.12217195 14.41647597
Contenido de humedad
promedio(%)
13.63911091
Tabla N° 4: Datos obtenidos del ensayo de contenido de humedad del agregado fino.
CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO GRUESO
N° de ensayo 1 2 3
N° de tara
Peso de tara (gr) 266 281 298
Peso de tara y muestra húmeda
(gr)
2266 2281 2298
Peso de tara y muestra seca (gr) 2261 2274 2294
Peso del agua (gr) 5 7 4
Peso de la muestra seca (gr) 1995 1993 1996
Contenido de humedad parcial 0.250626566 0.351229303 0.200400802
(%)
Contenido de humedad
promedio(%)
0.26741889
Tabla N° 5: Datos obtenidos del ensayo de contenido de humedad del agregado grueso.
9. ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS.
Los resultados dieron con más humedad para los agregados finos,
El agregado grueso se mostro seco al aire con bastante sol ya que presentan muy un
bajo valor de agua en su interior, el agregado fino se mostro seco al aire pero con un
Porcentaje de humedad más elevado que el grueso.
10. CONCLUSIONES.
Se logró determinar que el contenido de humedad
para el agregado fino ensayado es de 13.64%
respecto a la masa total y el que para el agregado
grueso es de 0.27%
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.
11. RECOMENDACIONES.
Tener precaución al momento de realizar los ensayos para
que no se produzcan perdidas de material y se alteren los
resultados.
Apuntar correctamente los resultados obtenidos en el
laboratorio
12. 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