ENSAYO DE:
MASA UNITARIA SUELTA Y COMPACTA (NTC 92)
PRESENTADO POR:
JUAN DAVID CERVANTES CARRANZA KEVIN OJEDA JESUS ALFREDO ORTEGA ISAZA LINO ANAYA DANIEL ROSADO
PRESENTADO A:
ING. CONSTANZA MARTINEZ
UNIVERSIDAD DE LA COSTA CUC
FECHA 21/04/2016
Introducción
El presente informe, está realizado en base a las Normas Técnicas Colombianas (NTC 92), en la cual constan todas las pautas y/o procedimientos que son necesarios de implementar, para el cálculo tanto de la masa unitaria suelta, así como la masa unitaria compactada o apisonada, este método es aplicable para agregados que no excedan los 150 mm de tamaño máximo nominal y en este informe se detalla todos los pasos para la realización de dicho ensayo. Este ensayo es utilizado con frecuencia, para determinar los valores de la masa unitaria necesarios para la selección de las proporciones de los agregados en las mezclas de concreto, la masa unitaria puede ser usada también para la determinación de las relaciones masa/volumen para los acuerdos de compra. Sin embargo, se desconoce la relación entre el grado de compactación de los agregados en una unidad de acarreo o en una pila de almacenaje y el determinado con la aplicación de este método, así mismo, los agregados en las unidades de acarreo o en las pilas de almacenaje contienen humedad absorbida y superficial (esta última afecta el análisis volumétrico), mientras que la norma determina la masa unitaria con base en los agregados secos.
Resumen Para la realización de los ensayos de masa unitaria suelta y compactada para agregado grueso son necesarios los siguientes aparatos, una balanza, una varilla de apisonamiento, un molde, una pala o cucharon, de tamaño conveniente para llenar el molde con agregado y equipo de calibración, el tamaño de la muestra debe ser aproximadamente en el orden del 125% al 200% de la cantidad requerida para llenar el molde, y debe ser manipulada de tal forma que se evite la segregación. Se seca la muestra del agregado de una masa esencialmente constante, preferiblemente en un horno a una temperatura de 110°C± 5°C, para posteriormente hacer una selección del procedimiento para los ensayos, el procedimiento por paleo debe ser usado para la determinación de la masa unitaria suelta, por otro lado la masa unitaria compactada debe determinarse por el procedimiento de apisonamiento para agregados con tamaños máximos nominales de 37,5mm o menores, o por procedimiento de golpeteo para agregados que tienen un tamaño máximo nominal superior a 37,5mm y que no exceda los 150mm.
Palabras Claves: segregación
masa
unitaria,
agregado,
temperatura,
procedimiento,
Abstract To carry out the tests unitary mass loose and compacted for coarse aggregate the following devices, a scale, a rod ramming a mold, shovel or bucket, convenient size are needed to fill the mold with aggregate and calibration equipment the sample size should be approximately in the order of 125% to 200% of the amount required to fill the mold, and must be handled so as to avoid segregation. sample of adding an essentially constant mass is dried, preferably in an oven at a temperature of 110 ° C ± 5 ° C, to then make a selection procedure for testing, the procedure paleo be used for determining the release unit mass, on the other hand the unit mass compacted be determined by the procedure for tamping aggregates with nominal 37,5mm maximum sizes or lower, or by tapping procedure for aggregates having a maximum size greater than 37,5mm nominal and not exceeding 150 mm.
Keywords: unit mass, added, temperature, process, segregation
Objetivo General
Calcular los valores de masa unitaria suelta y compacta, para nuestra muestra de agregado grueso basándonos en los procedimientos de la norma NTC 92
Objetivos Específicos
Reconocer la importancia de los ensayos de masa unitaria, para resolver problemas relacionados con la selección del tipo de agregado. Identificar los diferentes métodos para calcular la masa unitaria de los agregados Relacionar las temáticas expuestas en la clase de laboratorio de Tecnología de materiales Estructurales, con la práctica del oficio ingenieril.
Muestra del Ensayo El tamaño de la muestra debe ser aproximadamente en el orden del 125% al 200% de la cantidad requerida para llenar el molde, y debe ser manipulada de tal forma que se evite la segregación. Se seca la muestra del agregado de una masa esencialmente constante, preferiblemente en un horno a una temperatura de 110°C± 5°C. Equipo o Aparatos para el Ensayo
Balanza: Una balanza o báscula con una exactitud de 0.1 % de la carga de ensayo en cualquier punto del rango de uso, graduada por lo menos a 0.05 kg. Debe considerarse que el rango de uso se extiende desde la masa del recipiente vacío a la masa del recipiente más su contenido, se estima la masa del molde lleno multiplicando su volumen por 1920 kg/m³
Varilla de apisonamiento: Una varilla lisa, recta y redonda de acero de 16 mm de diámetro y aproximadamente 600 mm de largo, que cuente con ambos extremos redondeados formando una punta semiesférica, cuyo diámetro es 16 mm
Molde o Recipiente: Un molde cilíndrico de metal, preferible con agarraderos. Debe ser hermético, con la parte superior e inferior seguras y parejas, y lo suficientemente rígido como para mantener su forma luego de un uso rudo. El recipiente debe tener una altura de aproximadamente igual a su diámetro, pero en ningún caso menos del 80% o mayor de 150% del diámetro. La capacidad del recipiente debe adecuarse a los límites establecidos en la Tabla 1 para cada tamaño del agregado a medir. El espesor del metal del recipiente debe ser el mismo que en la tabla 2. El borde superior debe ser liso y plano, dentro de los 0.25 mm; también debe ser paralelo al fondo con una desviación máxima de 0.5°. La pared interior del recipiente debe tener una superficie lisa y continua.
Tamaño máximo nominal de agregado (mm)
Capacidad del molde (m3)
Capacidad del molde (L)
12,5
0,0028
2,8
25
0,0093
9,3
37,5
0,0140
14
75
0,0280
28
112
0,0700
70
150
0,1000
100
Tabla1. Capacidad de los moldes
Capacidad del molde m3 (L)
Espesor mínimo del metal
Espesor mínimo del metal
Espesor mínimo del metal
Fondo (mm)
Borde Superior de 38 mm de pared (mm)
Resto de pared (mm)
Menos de 0,011 (11)
5,0
2,5
2,5
0,011 (11) a 0,042 (42)
5,0
5,0
3,0
0,042 (42) a 0,080 (80)
10,0
6,4
3,8
0,080 (80) a 0,133 (133)
13,0
7,6
5,0
Tabla 2. Requisitos de los moldes
Pala o Cucharon: Una pala o cucharon, adecuado para llenar el molde con agregado Equipo de Calibración: Un vidrio plano, como mínimo 6mm de espesor y como mínimo 25 mm más largo que el diámetro del molde que va a ser calibrado. Para prevenir escapes puede usarse una grasa viscosa.
Calibración del Molde 1. Se llena el molde con agua a la temperatura del sitio y se cubre con una placa de vidrio con el fin de eliminar las burbujas y el agua excedente 2. Se determina la masa del agua en el molde utilizando una balanza 3. Se mide la temperatura del agua y se determina su densidad, a partir de la siguiente tabla e interpolando, si es necesario.
TEMPERATURA (°C)
DENSIDAD (Kg/cm3)
15,6
999,01
18,3
998,54
21,1
997,97
23,0
997,54
23,9
997,32
26,7
996,59
29,4
995,83 Tabla 3. Densidad del agua
4. Se calcula el volumen V del molde, dividiendo la masa del agua requerida para llenarlo por su respectiva densidad. Alternativamente se calcula el factor (1/v) para el molde dividiendo la densidad del agua por la masa requerida para llenarlo.
Procedimientos
Masa Unitaria Suelta: La masa unitaria suelta se determina usando el método de paleo para el cual sigue el siguiente procedimiento: Determine la masa del recipiente y llene dicho recipiente de modo que el agregado se descargue de una altura no mayor de 50 mm por encima del borde, se prevé en lo posible la segregación de los tamaños de las partículas que componen la muestra. Enrase la superficie de tal forma que las partes sobresalientes de las partículas más grandes que conforman el agregado grueso compensen aproximadamente los vacíos dejados en la superficie bajo el borde del molde y pese el recipiente lleno. Repita esta operación tres veces y determine el promedio.
Masa Unitaria Compacta: La masa unitaria compactada se determina usando el método de apisonamiento con varilla en agregados con tamaño máximo nominal menor o igual a 37.5 mm, o mediante el método de golpeo si el tamaño máximo nominal es superior a los 37.5 mm e inferior a 150 mm. Para el método de apisonado con varilla, mida la masa del recipiente y ponga el agregado en tres capas de igual volumen, hasta llenarlo. Empareje cada capa con la mano y apisone con 25 golpes de varilla distribuidos uniformemente a cada capa. Al apisonar la primera capa debe evitarse que la varilla golpee el fondo del recipiente y al apisonar las superiores aplicar la fuerza necesaria, para que la varilla solamente atreviese la respectiva capa. Nivele la superficie con la varilla y determine la masa del recipiente lleno. El método de golpeo consiste en levantar las caras opuestas alternativamente cerca de 50 mm y permitir su caída de tal forma que se golpee fuertemente. Por este procedimiento, las partículas de agregado se acomodan en una condición densamente compactada. Compacte cada capa por sacudimiento del molde 50 veces de manera descrita, 25 veces en cada cara. Nivele la superficie del agregado con una plantilla de tal forma que las partes sobresalientes de las partículas más grandes que conforman el agregado grueso compensen aproximadamente los vacíos dejados en la superficie bajo el borde del molde. Determine la masa del molde más su contenido y la masa del molde por separado y registre los valores.
Imagen 1. Apisonamiento
Cálculos Se calcula la masa unitaria, para los procedimientos de apisonamiento, golpeteo del molde y por paleo de la siguiente manera: M=
G−T O M =( G−T )∗F V
Donde :
M =masa unitaria del agregado(kg /m3) G=masa del agregado+el molde ( Kg)
T =masa del molde( Kg) V =Volumen del molde (m3)
F=Factor del molde(1/m 3)
Ejemplo de Cálculos Tenemos que: de un ensayo de masa unitaria se obtuvieron los siguientes datos:
Sin Apisonar
Masa Molde (g)
3535
Volumen del Molde cm^3
2924.7 25
Apisonad Sin Apisonar o
Masa Masa Molde + Molde + Muestra Muestra (g) (g) 7984
8340
Apisonado
Masa Muestra (g)
Masa Muestra (g)
4449
4805
Ahora, con el dato de la masa de la muestra y el volumen del molde, se nos es posible calcular el valor de la masa unitaria, dándose para este caso un valor de 1,521 gr /cm3 para el caso sin apisonar, para el caso apisonado se obtuvo un valor de 1,643 g/cm3
M=
7984−3535 g =1,521 3 masa unitaria suelta 2924,725 c
M=
8340−3535 g =1,643 3 masa unitaria compactada 2924.725 c
Conclusiones
Del anterior informe, podemos concluir que el ensayo de masa unitaria es muy útil a la hora de conocer ciertas cualidades, de nuestro agregado para dar diversas especificaciones a la mezcla sobre todo lo que respecta a los valores óptimos para la selección de las proporciones de nuestro agregado, además se observa que los distintos métodos para la realización de este ensayo, están estrechamente relacionados con la granulometría del material o de los agregados ya que para la realización de los ensayos de masa unitaria suelta y compacta, deben tenerse en cuenta ciertos valores de tamaño máximo nominal, con los cuales escogemos los distintos procedimientos para efectuar los ensayos.
Observaciones: Existieron diversos inconvenientes que no permitieron que se pudieran llegar a cabo las experiencias, por ende este informe se presenta de esta forma, con un completo marco teórico y con una breve explicación de los cálculos que deben ser efectuados para este informe, ya que no se nos prestaron los aparatos para realizar las experiencias.
Bibliografía
https://drive.google.com/folderview? id=0BwJV6AUmwe3TV3JBUXU5UkZibHM&usp=sharing file:///C:/Users/JUAN/Downloads/norma%20coguanor%20ntg %2041010h2%20astm%20c%2029.pdf http://www.construaprende.com/docs/lab/331-practica-masa-unitariaagregados
