Caracteristicas Fisicas Del Agregado Fino y Gruso

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

INDICE Dedicatoria………………………………………………………………… Dedicatoria………………………………………………………………… .…….. ……..………..2 ………..2 Presentación………………………………………………………………… ..…… ..……..……..3 Introducción………………………………………………………………… Introducción………………………………………………………………… ..…………….4 ..…………….4 Fundamento teórico……………………………………………………… teórico……………………………………………………… ..…………..5 ..…………..5 Referencias…………………………………………………………… Referencias…………………………………………………………… ..…… ..……..….…..7 …..7 Objetivo…………………………………………………………………… Objetivo…………………………………………………………………… ..……………. ..…………….7 7 Equipos………………………………………………………………………… Equipos………………………………………………………………………… ..…… ..……..………8 ………8 Exposición general………………………………………………………… general………………………………………………………… ..…… ..……..……10 ……10 Procedimiento (agregado fino)……………………………………… fino)……………………………………… ..……….. ..………..13 13 Cálculos y resultados (agregado fino)…………………………… fino)…………………………….. ..……….. ………..17 17 Procedimiento (agregado grueso)…………………………… grueso)…………………………….. ..………… …………..……19 ……19 Cálculos y resultados (agregado grueso)………………… grueso)………………….. ..……………… ………………23 23 Conclusiones y recomendaciones………………………………… recomendaciones ………………………………….. ..………….. …………..25 25 Bibliografía…………………………………………………………………… Bibliografía…………………………………………………………………… ..…… ..……..……..26 ……..26

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I.

DEDICATORIA

El presente informe de laboratorios de tecnología de concreto, está dedicado a nuestros queridos Padres, forjadores de nuestro presente y grandes guías de nuestro futuro, a nuestro docente; el Ing. Wilton Celiz, a todas las personas inmersas en el campo de la Ingeniería Civil, y sin dejar de lado a los que de este texto sean lectores.

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I.

DEDICATORIA

El presente informe de laboratorios de tecnología de concreto, está dedicado a nuestros queridos Padres, forjadores de nuestro presente y grandes guías de nuestro futuro, a nuestro docente; el Ing. Wilton Celiz, a todas las personas inmersas en el campo de la Ingeniería Civil, y sin dejar de lado a los que de este texto sean lectores.

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II.

PRESENTACION

En el presente informe se hace una descripción de los ensayos de laboratorio realizados, para estudiar la granulometría de los agregados fino y grueso. El texto ha sido escrito de manera singular, sencilla, amena y dibujos bien detallados que ayudan a comprender más profundamente la idea de los autores. Los autores de ésta investigación son alumnos de la Universidad Nacional de San Martín, quienes hacen de esta obra sea una herramienta muy útil para sus lectores. Por lo tanto esperamos tener la aceptación de los que lleguen a sus manos y sean satisfechos por su contenido.

Los autores

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III. INTRODUCCIÓN

4


IV. FUNDAMENTO TEÓRICO

5


V. GRANULOMETRIA 5.1 REFERENCIAS AASHTO

T87-70 (Preparación de la muestra)

AASHTO

R88-70 (Procedimiento de prueba)

ASTM

S421 – 58 y D422 – 63

5.2 OBJETIVO 5.2.1

Es determinar el tamaño de las partículas o granos que constituye el agregado fino y grueso. La cantidad de granos de los distintos tamaños son expresados en porcentaje de su peso total.

5.2.2 Instruir al estudiante el manejo y utilización del método mecánico para hacer el análisis granulométrico mecánico de un suelo y a la forma de presentar los resultados obtenidos

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5.3 EQUIPOS 5.3.1 Juego de tamices

5.3.2 Balanza de Sensibilidad 0.1gr.

5.3.3 Recipientes para las muestras.

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5.3.4 Balanza

5.3.5 Bandeja para lavar el material

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5.4 EXPOSICIÓN GENERAL Dentro de la clasificación de los suelos o agregados para usos de ingeniería es universalmente acostumbrado utilizar algún tipo de análisis granulométrico. Una parte importante de los criterios de aceptabilidad de suelos para carreteras, aeropistas, presas de tierra, diques, y otro tipo de terraplenes es el análisis granulométrico. La información obtenida del análisis granulométrico puede en ocasiones utilizarse para predecir movimientos del agua a través del suelo, aun cuando los ensayos de permeabilidad se utilizan más comúnmente. La susceptibilidad de sufrir la acción de las heladas en suelo, una consideración de gran importancia en climas muy fríos, puede predecirse a partir del análisis granulométrico del suelo.

Los suelos muy finos son fácilmente arrastrados en suspensión por el agua que circula a través del suelo y los sistemas de subdrenaje usualmente se colman con sedimentos rápidamente a menos que sean protegidos adecuadamente por filtros de material granular debidamente graduado. La graduación adecuada de estos materiales, denominados filtros pueden ser establecidos a partir de sus análisis granulométrico.

El análisis granulométrico es un intento de determinar las proporciones relativas de los diferentes tamaños de grano presentes en una masa de suelos dada. Obviamente para obtener un resultado significativo la muestra debe ser estadísticamente representativa de la masa de suelo. Como no es físicamente posible determinar el tamaño real de cada partícula independiente de suelo – la práctica solamente agrupa los materiales por rangos de tamaño. Para lograr esto se obtiene la cantidad de material que pasa a través de una tamiz con una malla dada pero que es retenido en un siguiente tamiz cuya malla tiene diámetros ligeramente menores a la anterior y se relaciona esta cantidad retenida con el total de la muestra pesada a través de los tamices. Es evidente que el material retenido de esta forma en cualquier tamiza consiste de partículas de muchos tamaños todos los cuales son menores al tamaño de la malla a través de la cual todo el material pasó pero mayores que el tamaño de la malla del tamiz en el cual el suelo fue retenido.

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Los tamices con hechos de malla de alambre forjado con aberturas rectangulares que varían en tamaño desde 101.6mm (4”) en la serie más gruesa hasta el número 400 (0.038mm) en la serie correspondiente a suelo fino. La tabla presenta una lista conjunta de los tamices disponibles comúnmente, con la correspondiente abertura de malla. El tamiz N° 200 (0.075mm.) Es el tamiz más pequeño en la práctica. Para mallas de tamaño inferior al de este tamiz es difícil permitir el paso libre del agua. El suelo, por supuesto, provee generalmente más resistencia que el agua al tamizado; Por consiguiente, los tamices de malla muy pequeña en el número 200 son más interesantes desde el punto de vista académico que desde el práctico. Es evidente que una curva de distribución granulométrica solo puede aproximar la situación real.

Esto se debe a las varias razones consideradas hasta aquí, incluyendo las limitaciones físicas para obtener muestras estadísticamente representativas, la presencia de grumos en el suelo, la limitación práctica impuesta para la utilización de mallas de forma regular para medir partículas de suelo de forma irregular y el número limitado de tamices utilizables en el análisis. La exactitud del análisis es más cuestionable aún para suelos de grano fino (más fino que el tamiz N° 04), que para suelos gruesos, y la práctica común y ampliamente seguida de utilizar suelos secados al horno puede influir el análisis en otro tanto. El autor es de la opinión de que el secado al horno es uno de los factores menos significativos del ensayo; el tener una muestra representativa y el lograr la reducción de todos los grumos a partículas elementales mediante el lavado son factores mucho más importantes más importantes. La curva de distribución granulométrica que se obtiene siguiendo “El procedimiento” que se presenta a continuación es satisfactoria para predecir el comportamiento de suelos no cohesivos y obtener las cantidades relativas mayores y menores al tamiz N° 200, para clasificación de suelos.

Se ha encontrado un método más confiable y del cual se puede realizar más fácilmente una reproducción que el análisis por tamizado de un suelo de grano fino con más de 4% o 5% de material más fino que el tamiz N° 200, es el de tomar una cantidad secada al 10


horno de ese material, molerla tan fino como sea posible luego lavarla a través del tamiz N° 200, secar al horno el residuo y tamizar a través de una serie constituida por 5 ó 6 tamices dentro de un rango de tamaños que garanticen suficientes puntos para la gráfica. Este método asegura que muy poco polvo se adhiera a las partículas mayores y que los grumos de material fino ablandados por el agua, se desbaraten y permitan que las partículas de arcilla pasen a través del tamiz y luego del secado las partículas aisladas permanezcan separadas. Este método se utiliza para dibujar la curva.

Cuando menos del 10% al 15% del material para a través del tamiz N° 10 (2.000mm) no es deseable o práctico para estos suelos (gravas o arenas gravosas) el procedimiento de lavado a través del tamiz. El lavado es usualmente innecesario cuando solo 5% ó 10% pasa a través del tamiz N° 100 (0.150mm) para los suelos de grano fino. De todos modos, el gran tamaño de muestra (100 a 5000gr) necesaria en suelos de grano grueso hace el lavado bastante impráctico.

La naturaleza estadística de la distribución de tamaños de partículas en un suelo hace que aun las muestras representativas más cuidadosas produzcan curvas de granulometría no muy reproducibles. Se puede decir que se ha obtenido un análisis “reproducible” si el porcentaje de finos se encuentra en el orden de más o menos 1.5% del material más fino que el tamiz N° 04 y aproximadamente más o menos 2.5% para los suelos granulares. Por esta razón la escala utilizada en los gráficos mostrados es satisfactoria para uso general.

La serie de tamices (comúnmente 6 ó 7) consiste generalmente en un grupo de tamices seleccionados de forma que la abertura de la malla de cada tamiz sea el doble de la abertura de la malla anterior de abajo hacia arriba como 6, 12, 24mm ó 0.075, 0.150, 0.300mm, etc. Por conveniencia y debido a razones prácticas tales como la disponibilidad de tamices, y al tamaño de la serie misma, o la necesidad de introducir tamices de control como los números 4, 100, 200 u otros tamaños, es necesario algunas veces omitir algunos tamaños de tamices i, e, usar la serie N° 10, 30, 50, 100, 200, en lugar de la serie de número 10, 20, 40, 80, 160, etc. 11


Una sujeción estricta a la norma de doblar siempre el tamaño del tamiz no mejora del todo la distribución granulométrica y lo que realmente se necesita es la utilización para producir la curva, de un número razonable de puntos que permitan una confiabilidad estadística. La norma de doblar el diámetro deber ser recordada y utilizada como guía para desarrollar la serie de tamices. Para analizar suelos finos, debe ponerse siempre un tamiz número 200 al final de la serie; una serie para analizar arena que debe utilizarse como agregado para hormigones, debe siempre terminar en el tamiz N° 100.

5.5 PROCEDIMIENTO (AGREGADO FINO) 5.5.1 PASO 1: obtención de la muestra, la que vamos a utilizar para tamizar y realizar la granulometría; y su peso respectivo para luego cuartear.

5.5.1.1 primer cuarteo

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5.5.1.2 segundo cuarteo

5.5.2 PASO 2: 5.5.2.1 pesamos la muestra de aproximadamente 1 kg en la balanza, después de haber realizado el cuarteo.

5.5.2.2 lavamos la muestra en la bandeja

13


5.5.2.3 secamos la muestra en la estufa, a una temperatura de 110 ºc con  5ºc. Durante 24 h.

5.5.2.4

al día siguiente, sacamos la muestra seca del horno (estufa)

5.5.3 PASO 3: 5.5.3.1 pesar la muestra lavada seca en la balanza y tomamos nota en el cuadro de datos

14


5.5.3.2 procedemos a poner el agregado en el juego de tamices, para luego ser movido en la máquina tamizadora.

5.5.3.3 después de mover en la tamizadora pasamos a pesar las muestras retenidas en cada uno de los tamices.

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5.5.4 PASO 4: luego anotamos las muestras que quedan retenidas en cada uno de los tamices. Para después hacer los cálculos respectivos y dibujar la curva granulométrica.

5.6 CALCULOS Y RESULTADOS (AGREGADO FINO) MALLA

RETENIDO EN PESO(gr)

RETENIDO CORREGIDO (gr)

RETENID O EN %

3/8¨ N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100 N° 200

0 131,3 182,9 254,8 297,5 300,1 275,1 12,5 24,8 1479

0 131,3 182,9 254,8 323,5 300,1 275,1 12,5 82,8 1563

0 8,4 11,7 16,3 20,7 19,2 17,6 0,8 5,3 100

CASOLETA

TOTAL

RETENIDO % ACUMULAD ACUMULAD O EN % O QUE PASA 0 8,4 20,1 36,4 57,2 76,3 93,9 94,7 100

100 91,6 79,1 63,6 42,8 23,7 6,1 5,3 0

10.1 Peso de la muestra : 1563 Peso de la muestra seca : 1505 Diferencia obtenida: 1563 - 1505 = 58 gr.

10.2 Peso de la muestra se :1505 Peso de la muestra por tamizado :1479 Diferencia obtenida:1505 - 1479 = 26

10.3 eficiencia 

 

    

10.4 módulo de fineza  

                   

  

  3,1 16


GRANULOMETRIA DEL AGREGADO FINO

91

81

71

9.5

61

A S A P E U Q E J A T N E C R O P

51

41

4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075

31

21

11

1 100

10

1

0.1

0.01

DIAMETTRO EN mm

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5.7 PROCEDIMIENTO (AGREGADO GRUESO) 5.7.1 PASO 1: obtención de la muestra, la que vamos a utilizar para tamizar y realizar la granulometría; y su peso respectivo para luego cuartear.

5.7.1.1 primer cuarteo

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5.7.1.2 segundo cuarteo

5.7.2 PASO 2: 5.7.2.1 pesamos la muestra de aproximadamente 1 kg en la balanza, después de haber realizado el cuarteo.

5.7.2.2 lavamos la muestra en la bandeja

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5.7.2.3 secamos la muestra en la estufa, a una temperatura de 110 ºc con  5ºc. Durante 24 h

5.7.2.4 al día siguiente, sacamos la muestra seca del horno (estufa)

5.7.3 PASO 3: 5.7.3.1 pesar la muestra lavada seca en la balanza y tomamos nota en el cuadro de datos

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5.7.3.2 procedemos a poner el agregado en el juego de tamices, para luego ser movido en la máquina tamizadora.

5.7.3.3 después de mover en la tamizadora pasamos a pesar las muestras retenidas en cada uno de los tamices

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5.7.4 PASO 4: luego anotamos las muestras que quedan retenidas en cada uno de los tamices. Para después hacer los cálculos respectivos y dibujar la curva granulométrica.

5.8 CALCULOS Y RESULTADOS (AGREGADO GRUESO) GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO GRUESO MALLA

RETENIDO EN PESO(gr)

RETENIDO CORREGIDO (gr)

RETENIDO EN %

RETENIDO ACUMULADO EN %

% ACUMULADO QUE PASA

1 ½¨ 1¨ 3/4 ¨ 1/2 ¨ 3/8 ¨ N° 4

1078 1848 + 4 786 167 9 + 105

1078 1852 786 167 114

26,9 46,3 19,7 4,2 2,9

26,9 73,2 92,9 97,1 100

100 100 73,1 26,8 7.1 2.9 0

3997

100

PLATO O CASOLET A

TOTAL

→

3888

5.8.1 peso de la muestra : 3,997 kg peso de la muestra lavada seca : 3892 gr diferencia de pesos: 3,997 - 3892 = 105 gr : arcilla.

peso de la

5.8.2 peso de la muestra tamizada : 3888 gr. peso de la muestra lavada seca : 3892 gr diferencia de pesos: 3892 gr - 3888 gr. = 4gr

5.8.3 calculando el error : 105 – 4 = 101 gr

5.8.4 eficiencia: error x 100 / peso de la muestra  

   

  

GRADUADO DEL TAMIZ 1 ½´´´AL N°4

22


GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO GRUESO 100

80

60

40

20

0 40

4

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VI. CONTENIDO DE HUMEDAD 6.1 REFERENCIAS

6.2 OBEJETIVOS 6.2.1

Determinar el contenido de humedad de los agregados (fino y grueso) con el fin de que nos sirva para realizar nuestra probeta.

6.2.2

Aprender como estudiantes de ingeniería civil a determinar el contenido de humedad para que más adelante nos sirva como experiencia cuando estemos trabajando en obras.

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6.3 EQUIPOS 6.3.1

balanza electrónica de 0.1 g de sensibilidad

6.3.2

estufa para obtener el agregado seco

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6.3.3 recipientes de lata para poner el agregado.

6.3.4

guantes de cuero

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6.4 EXPOSICION GENERAL De un agregado ya sea piedra o arena, es la suma del contenido de agua libre más agua capilar. El agua capilar es el agua depositado en los poros del agregado. El contenido de humedad es una característica importante porque contribuye al incrementar o disminuir el agua de diseño de mezcla en el concreto , razón por la cual debe tomarse en cuenta conjuntamente con la absorción para efectuar las correcciones adecuadas en el proporcionamiento de las mezclas. El contenido de humedad de una muestra de agregado es la relación por división del peso del agua contenido en la muestra , al peso de la muestra secada en la estufa , expresada en porcentaje (%) según la norma ASTM.

 

 

H: peso de la muestra húmeda S: peso de la muestra seca H – S: peso de agua en la muestra

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6.5 PROCEDIMIENTO (AGREGADO FINO) 6.5.1 se pesa el recipiente, previamente limpiado y secado, en una balanza.

6.5.2 se coloca la muestra en la estufa durante 24 horas a 110°C  5°C.

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6.5.3 pasado las 24 horas retiramos la muestra de la estufa y dejamos que se enfrié a una temperatura ambiente.

6.5.4 luego nuevamente pesamos los recipientes y con esos datos podemos obtener el contenido de humedad.

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6.6 CALCULOS Y RESULTADOS 6.6.1 ensayo 1 (tarro N°1) -

Peso Peso Peso Peso Peso Peso

del tarro : del tarro + peso de la muestra húmeda: del tarro + peso de la muestra seca : de la muestra húmeda : de la muestra seca: del agua :

6.6.2 hoja de datos ENSAYO DESCRIPCION CANTERA: Rio cumbaza FECHA : 14/11/13

1

2

3

N° de tarro o recipiente 30


1. Peso del recipiente o tarro 2. Peso de la muestra húmeda más tarro. 3. Peso de la muestra seca más tarro 4. Peso de la muestra húmeda 5. Peso de la muestra seca 6. Peso del agua 7. Porcentaje de humedad

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6.7 PROCEDIMIENTO (AGREGADO GRUESO)

32


6.8 CALCULOS Y RESULTADOS

33


VII. PESO ESPECIFICO 7.1 REFERENCIAS 7.1.1 norma INTITEC 400-022


Determinar en el laboratorio el peso específico de los agregados (fino y grueso) para la elaboración de nuestra probeta.

7.2.2

Aprender como estudiantes de ingeniería civil a determinar el peso específico para que más adelante nos sirva como experiencia cuando estemos trabajando en obras.

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7.3 EQUIPOS 7.3.1

balanza electrónica capacidad mayor a 1kg y de 0.7 gr de sensibilidad

7.3.2

FRASCO: fiola con capacidad de 500  (calibrado)

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7.3.3 molde cónico de 40 ml de diámetro en la parte superior, 90 ml diámetro en la parte inferior y 75 ml de altura.

7.3.4 Barra compactadora

36


7.3.5 estufa u horno para secar el agregado

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7.4 EXPOSICIÓN GENERAL Es el cociente del peso de las partículas entre el volumen de las mismas sin considerar los vacíos entre ellos. Es la relación a una temperatura estable de la masa en el aire de un volumen unitario de un material permeable (incluyendo el agua de los poros permeables e impermeables naturales del material) A la masa del aire de igual densidad de un volumen igual del agua destilada libre de gas.

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38


7.5 PROCEDIMIENTO (AGREGADO FINO)

7.5.1

Por el método del cuarteo se obtiene el agregado a ensayar y se coloca aproximadamente 1000 gr del agregado fino en un envase adecuado.

7.5.2

Se cubre la muestra con agua y se deja en reposo durante 24 h.

39


7.5.3

Al día siguiente se extiende la muestra sobre una superficie plana después de haberla quitado el limo y arcillas , expuesta a una corriente suave y se remueve con frecuencia para garantizar un secado uniforme, se continua esta operación hasta que los gramos del agregado fino no se adhieran entre sí.

40


7.5.4

Luego si los granos de arena no se adhieren entre si se coloca el agregado en el molde cónico y se golpea la superficie con la barra suavemente 25 golpes; levantando luego en molde verticalmente.

7.5.5

Si existiera humedad libre con agregado fino tendrá su forma, en este caso se sigue secando removiendo rápidamente y nuevamente se hace la prueba del cono hasta que el agregado fino se rompa suavemente; una vez que produce el derrumbe suave esto indica que el agregado fino ha alcanzado una SSS.

41


7.6

CÁLCULOS Y RESULTADOS

Peso de la fiola: W F =170,4 gr. Peso de la fiola + el agua : W F+A =666.3 gr Peso de la fiola + el agua + la muestra: W F+A+M = 976.8 gr.

FORMULAS T °C X Y A=X-Y 500 B C      

7.7    

ENSAYO N° DESCRIPCIÓN Frasco calibrado Temperatura del agua de ensayo RECIPIENTE : Peso del recipiente en gramos Peso del recipiente + muestra seca (gr) Peso de muestra seca (gr) Peso de la muestra SSS. Peso del frasco más agua a T °C Peso del frasco + agua + muestra a T °C Peso específico de masa SSS a T °C Peso específico de masa SSS A 25 °C Porcentaje de absorción

1

2

TOTAL

500ml 22 ° C

500ml 24 °C

170,4 gr

170,4 gr .

170,4 gr

666.3 gr 976.8 gr.

666.3 gr 976.8 gr.

666.3 gr 976.8 gr.

2.639

2.639

2.639

2.459

2.459

2.459

PROCEDIMIENTO (AGREGADO GRUESO) Se obtiene la muestra por el método del cuarteo. Se sumerge en el agua 24hrs con el fin que los poros se llenen de agua Al siguiente día se le saca y se le coloca en una superficie lisa y limpia con la finalidad que seque superficialmente. Se seca separadamente fragmentos más grandes con un trapo limpio se tiene cuidado en evitar la evaporación durante la operación del secado de la superficie y así se obtiene el peso de la muestra bajo la condición del saturado con la superficie seca

42


43


7.8

CÁLCULOS Y RESULTADOS

44


VIII.

PORCENTAJE DE ABSORCION

8.1 REFERENCIAS



8.2.2


45


8.3 EQUIPOS 8.3.1


8.3.2


46



8.3.4

guantes de cuero

47


8.4 EXPOSICION GENERAL

48



49



50



51


8.8

CALCULOS Y RESULTADOS

52


IX. PESO UNITARIO SECO COMPACTADO 9.1 REFERENCIAS



9.2.2


53


9.3 EQUIPOS 9.3.1


9.3.2


54



9.3.4

guantes de cuero

55


9.4 EXPOSICION GENERAL

56



57



58



59



60


61


XIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

13.1 CONCLUSIONES -

-

Se ha llegado a la conclusión de que la muestra extraída y analizada, no posee una buena graduación, porque el coeficiente de curvatura no cumple con el requisito y se puede ver en el gráfico de la curva granulométrica. También se puede apreciar que este material no es bueno para las cimentaciones ya que una obra en dicha zona podría estar por encima de cualquier presupuesto.

13.2 RECOMENDACIONES -

-

La muestra deber ser obtenida durante un tiempo de buen clima para que los resultados no sean alterados. La recolección de muestras deber ser puestas en bolsas impermeables para poder obtener un contenido de humedad aproximado al de su estado natural. Se recomienda a las autoridades de la Universidad que pongan un como más de empeño para poder implementar el laboratorio de mecánica de suelos, ya que algunos instrumentos se encuentran completamente en desuso ya que ciertos de estos son necesarios para el análisis granulométrico.

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Caracteristicas Fisicas Del Agregado Fino y Gruso

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