LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
UNIVERSIDAD ANDINA NÉSTOR CÁCERES VELASQUE Z
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TEMA
:
DETERMINACIÓN DE LOS PESOS UNITARIOS UNITARIOS SECOS SUELTOS SUELTOS Y SECOS COMP COMPACT ACTADOS ADOS DE LOS LOS AGREGADOS AGREGADOS
CURSO
:
TECNOLOGÍA DE CONCRETO
CICL CICLO O
:
IV
PROF PROFES ESO OR ALUMNO
:
ING. ING. :
2016 AREQUIPA
PER!
LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
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 ínter granulares. Hay Hay dos dos valo valore ress para para esta esta rela relaci ción ón,, depe depend ndie iend ndo o del del sist sistem ema a de acomodamiento que se le haya dado al material inmediatamente antes de la prueba; la denominación que se le dará a cada uno de ellos será Peso Unitario Seco Suelto (P!!" y Peso Unitario Seco Compacto (P!#". $mbos sirven para establecer relaciones entre vol%menes y pesos de e stos materiales. &ambi'n los Pesos nitarios nos sirven para determinar el porcenta)e de huecos e*istente en el agregado En el concret concreto o conven convencio cional nal,, emplea empleado do normalm normalment ente e en pavime pavimento ntos, s, edi+icios y en otras estructuras tiene un peso unitario dentro del rango de ,- y ,- /g por metro c%bico (/g0m1". El peso unitario unitario (densidad" (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 ve2 se ven in+luenciados por el tama3o má*imo del agregado. Para el dise3o de estructuras de concreto, com%nmente se supone que la combinación del concreto convencional y de las barras de re+uer2o pesa - - /g0m /g0m1. 1. $demás demás del del conc concret reto o conv conven enci cion onal al,, e*is e*iste te una ampl amplia ia variedad de otros concretos para hacer +rente a diversas necesidades, variando desde concretos aisladores ligeros con pesos unitarios de - /g0m1, a concretos pesados con pesos unitarios de 4- /g0m1, que se emplean para contrapesos o para blinda)es contra radiaciones.
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II.
OBJETIVOS
2.1 O!eti"o #eneral 5
6levar a cabo la prueba de pesos unitarios estipulado en la 7orma $!&8 #9: para los agregados grueso y +ino.
2.2 O!eti"os Espec$%icos 5 5 5
III.
eali2ar la prueba de peso unitario para el agregado +ino haciendo uso del m'todo de acomodamiento con pala o cucharon para su estado suelto. eali2ar la prueba de peso unitario para el agregado grueso haciendo uso del m'todo de acomodamiento con pala o cucharon para su estado suelto. eali2ar la prueba de peso unitario para el agregado grueso +ino haciendo uso del m'todo de en varillado para compactación.
&'RCO TEORICO
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7<8$= 7&P-.>-=>:::, $!&8 #9:
PESO UNIT'RIO 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 e+ect%an el ensayo, e*presada en /g0 m1. $unque puede reali2arse el ensayo sobre agregado +ino y grueso; el valor que es empleado en la práctica como parámetro para la dosi+icación de hormigones, es el peso unitario compactado del agregado grueso.
C('SI)IC'CI*N DE (OS '#RE#'DOS SE#+N E( PESO UNIT'RIO !u peso unitario masivo seco ( ϒb", se re+iere si el agregado es pesado, normal o liviano. 6os intervalos de clasi+icación son=
Pesados=
7ormales=
6ivianos=
1
ϒb ? >: /g0m .
>> /g0m1 @ ϒb @ >: /g0m1. 1 ϒb @ >> /g0m .
En la &abla>, se muestran los pesos unitarios de algunos agregados, obtenidos tanto para la condición suelta y compactada. 6a condición compactada, de acuerdo con lo especi+icado por $!&8.
Tala1, peso unitario seco -e alunos area-os
&'TERI'( $rena Drava -,B a >: mm Drava -,B a 1,B mm $rena9Drava F1,B mm Piedra &riturada -,B a >: mm Piedra &riturada -,B a 1,B mm &obas (arenas"
Peso unitario suelto /P.U.S3
PESO UNIT'RIO SECO/0m3 SUE(TO CO&P'CT'DO >-- A >4 >B A >C- >- A >B4C >B: A >> >B A >4-C >44- A >: >4 A >C- >4 A >-> A >B >B A >4 >-B A >BC >4> A >1 >> A >- >> A >-B
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!e denomina P..! cuando para determinarla se coloca el material seco suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y a continuación se nivela a ras con una varilla. El concepto P..! es importante cuando se trata de mane)o, transporte y almacenamiento de los agregados debido a que estos se hacen en estado suelto. !e usara invariablemente para la conversión de peso a volumen, es decir para conocer el consumo de áridos por metro cubico de hormigón.
Peso unitario compacta-o /P.U.C3 !e denomina P..# 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 P# es importante desde el punto de vista dise3o de me2clas ya que con 'l se denomina el volumen absoluto de los agregados por cuando estos van a estar sometidos a una compactación durante el proceso de colocación del hormigón. Este valor se usara para el conocimiento de vol%menes de materiales apilados y que est'n su)etos a acomodamiento o asentamiento provocados por 'l. &ransita sobre ellos o por la acción del tiempo. &ambi'n el valor del P..#. Es de una utilidad e*traordinaria para el cálculo de los vacíos de los materiales.
Densi-aEl peso unitario de un agregado (árido" 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 ínter granulares. Hay dos valores para esta relación, dependiendo del sistema de acomodamiento que se le haya dado al material inmediatamente antes de la prueba; la denominación que se le dará a cada uno de ellos será Peso Unitario Seco Suelto (P!!" y Peso Unitario Seco Compacta-o (P!#". $mbos sirven para establecer relaciones entre vol%menes y pesos de estos materiales. Por lo general, los cálculos que se re+ieren al concreto se basan en condiciones de saturado y super+icialmente seco de los agregados, ya que el
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agua que contienen todos los poros no toma parte en la reacción química del cemento y, por lo tanto, se puede considerar como parte del agregado. 6a densidad aparente es la que se determina con mayor +recuencia y mayor +acilidad, la cual es necesaria para calcular el rendimiento del concreto o la cantidad de agregado que se requiere para producir determinado volumen de concreto. 6a densidad del agregado se usa para el cálculo de cantidades, pero el valor real de la densidad del agregado no mide la calidad de 'ste. Por lo tanto, al valor de la densidad no se debe especi+icar, a menos que se trate de materiales con características petrológicas especiales, en los que la variación de la densidad re+le)e la porosidad de las partículas. #omo e*cepción de esto tenemos el caso de construcciones masivas, como presas de gravedad, en las que es esencial que e*ista una densidad mínima en el concreto para mantener la estabilidad de la estructura.
G.
8$&EG$6E! EIGP
E5UIPOS 5UE INDIC'N (' NOR&' 5
6 6
6
Cilin-ro -e metal, Es un cilindro de metal, pre+eriblemente que posea asas, el cual debe ser lo su+icientemente rígido como para no de+ormarse en condiciones de uso o traba)o +uerte. 6a altura será del mismo tama3o del diámetro del cilindro, el cual nunca debe ser menos del CJ de la altura o más del >BJ. El borde superior del cilindro deberá ser de un espesor de ,> pulgadas. Barra re-on-a, Es una barra de acero recta de B0C de pulgada y apro*imadamente de - pulgadas de longitud, la cual es usada para el apisonamiento del material. Pala o cuc7ara, Kebe poseer las dimensiones adecuadas para el llenado de los cilindros.
Balan8a, 6a escala de lectura dependerá del tipo que se use de acuerdo con el tipo de agregado, pues para el agregado +ino se necesita una con una incertidumbre de .>g ó .>J; y para el agregado grueso debe ser de .Bg ó .>J. E4uipo utili8a-o en el laoratorio
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6 6 6 6 6 5
Recipiente cil$n-rico, ecipiente de metal de distintos vol%menes, utili2ando el de mayor capacidad para el agregado grueso y el de menor volumen para el agregado +ino. Barra -e acero, na barra de acero de unos B cm. Cuc7ara, utili2ad para llenar los recipientes de agregado en las di+erentes pruebas. Ban-e!a, ecipiente de metal, de distintos tama3os, utili2adas para contener el material en las pruebas. Balan8a, tili2amos la balan2a digital. E4uipo para la limpie8a -e las an-e!as 9 mol-es, escoba y recogedor.
tama3o má*imo del diámetro altura agregado capacidad del recipiente interior interior pulgada milímetro centímetro s s piesL litros metrosL centímetros s >0 >.B >0> .C .C >B.B >B.B > B >01 :.1 .:1 .1B :.> > >0 1.B >0 >.>B..: > > C .C 1B.4 C.B b" &aterial,
V.
$gregado grueso (grava". $gregado +ino ($rena".
PROCEDI&IENTO '3 DETER&IN'CI*N DE( PESO UNIT'RIO SECO SUE(TO /PVSS3.
!eleccione una muestra representativa por cuarteo del agregado a ensayar (Drava o $rena". 6a muestra debe estar previamente seca Pese el recipiente adecuado, seg%n tama3o de agregado, y anote su peso.
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Keposite material en el recipiente, procurando e+ectuar esta operación con ayuda de un cucharón utili2ando una altura constante sobre la parte superior del molde que no e*ceda de cinco centímetros (el pu3o de la mano". na ve2 llenado el recipiente enrase, para reali2ar esta operación si el material es grava utilice los dedos de la mano, si es arena con ayuda de un enrasador. Pese el recipiente con el material contenido y anote su peso. epita este procedimiento tres veces como mínimo. #alcule el Peso olum'trico !eco !uelto con la +ormula siguiente=
PVSS ( Kg / m 3 )
=
(peso del material suelto + el recipiente) - (peso del recipiente) volumen del recipiente
!e puede tambi'n determinar el P!! con la +ormula siguiente= 3 PVSS( Kg / m )
=
[ (peso del material suelto + el recipiente)-(peso del recipiente) ] * FC
B3 DETER&IN'CI*N DE( PESO UNIT'RSECO CO&P'CT'DO /PVSC3.
!eleccione una muestra representativa por cuarteo del agregado a ensayar.
6a muestra debe estar previamente seca (secada al horno".
Pese el recipiente adecuado (seg%n tama3o de agregado" y anote su peso.
Keposite material en el recipiente, en tres capas procurando e+ectuar esta operación con ayuda de un cucharón utili2ando una altura constante sobre la parte superior del molde, que no e*ceda de cinco centímetros (el pu3o de la mano".
Primero se deposita material hasta un tercio de capacidad del recipiente, aplicándole veinticinco golpes con ayuda de la varilla punta de bala, distribuida en toda el área. 6uego se llena con material hasta el segundo tercio y se vuelve a golpear B veces con la varilla punta de bala. $ continuación se llena completamente el recipiente y se vuelve a golpear B veces con la varilla.
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Kespu's de haberle aplicado los B golpes a la %ltima capa enrase, para reali2ar esta operación si el material es grava utilice los dedos de la mano, si es arena con ayuda de un enrasador.
Pese el recipiente con el material contenido y anote su peso.
epita este procedimiento tres veces como mínimo.
#alcule el Peso olum'trico !eco #ompacto con la +ormula siguiente=
PVSC ( Kg / m 3 )
=
(peso del material compactado + el recipiente) - (peso del recipiente) volumen del recipiente
!e puede tambi'n determinar el P!# con la +ormula siguiente= 3 PVSC( Kg / m )
G.
=
[ (peso del material compactado + el recipiente)-(peso del recipiente) ] * FC
E!6&$K
a3 Resulta-os >. KE&E8G7$#GM7 KE6 PE!< 7G&$G< !E#< KE6 $DED$K< NG7< Proyecto= KE&E8G7$#G<7 KE6 PE!< 7G&$G< !E#< !E6&< ( $DED$K< NG7<"
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agregado= Procedencia Ensaye no. 8olde 7o. olumen del molde (cmL" Peso del molde (gr" Peso del agregado suelto O molde (gr" Peso del agregado suelto en el molde (gr" Peso volum'trico seco suelto (g0mL" Peso volum'trico promedio seco suelto (/g0mL"
PRI&ER'&UESTR' PVSS=
7890−3426 2776
PVSS=1.60807 gr / cm
PVSS=1.60807
gr cm
3
3
1 kg
×
1000 gr
×
10
6
cm
1m
3
3
3
PVSS=1608.07 kg / m
SE#UND' &UESTR' PVSS=
7985−3426 2776
3
PVSS=1.64229 gr / cm
PVSS=1.64229
gr 3
cm
×
1 kg 1000 gr
×
3
PVSS=1642.29 kg / m
TERCER' &UESTR'
10
6
cm
1m
3
3
>
1
G G G 4 4 4 1-4 1-4 1-4 C: :CB :-B --4-BB: -B>: >4C. >4-. >4.C : C >44.C
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PVSS=
7945−3426 2776
3
PVSS=1.62788 gr / cm
6
PVSS=1.62788
gr 1 kg 10 cm × × 3 3 cm 1000 gr 1m
3
3
PVSS=1627.88 kg / m
Pro9ecto, DETER&IN'CION DE( PESO UNIT'RIO SECO CO&P'CT'DO / '#RE#'DO )INO3 agregado= Procedencia Ensaye no. > 1 8olde 7o. G G G olumen del molde (cmL" 4 4 4 Peso del molde (gr" 1-4 1-4 1-4 Peso del agregado suelto O molde (gr" C1- CC C11B Peso del agregado suelto en el molde (gr" -:>-CB-:: >.> >-C.B >4C.1 Peso volum'trico seco suelto (g0mL" 4 Peso volum'trico promedio seco suelto (/g0mL" >4.1 PRI&ER' &UESTR' PVSC =
8340−3426 2776
PVSC =1.77017 gr / cm
PVSC =1.77017
gr cm
3
×
3
PVSC =1770.17 kg / m
3
1 kg 1000 gr
×
10
6
cm
1m
3
3
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SE#UND' &UESTR' PVSC =
8280−3426 2776
PVSC =1.74856 gr / cm
PVSC =1.74856
3
6
3
6
3
gr 1 kg 10 cm × × 3 3 1000 gr cm 1m 3
PVSC =1748.56 kg / m
TERCER' &UESTR' PVSC =
8335−3426 2776
PVSC =1.76837 gr / cm
PVSC =1.76837
3
gr 1 kg 10 cm × × 3 3 1000 gr cm 1m 3
PVSC =1768.37 kg / m
2. DETER&IN'CI*N DE( PESO UNIT'RIO SECO DE( '#RE#'DO #RUESO
Pro9ecto, DETER&IN'CION DE( PESO UNIT'RIO SECO SUE(TO / '#RE#'DO #RUESO3 agregado= Procedencia Ensaye no. > 1 8olde 7o. G G G olumen del molde (cmL" :1-> :1-> :1->
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Peso del molde (gr" Peso del agregado suelto O molde (gr" Peso del agregado suelto en el molde (gr" Peso volum'trico seco suelto (g0mL" Peso volum'trico promedio seco suelto (/g0mL"
PRI&ER' &UESTR'
PVSS=
18735− 5333 9341
3
PVSS=1.43475 gr / cm
PVSS=1.43475
gr
×
3
cm
1 kg 1000 gr
×
10
6
cm
1m
3
3
3
PVSS=1434.75 kg / m
SE#UND' &UESTR'
PVSS=
18790− 5333 9341
PVSS=1.44064 gr / cm
3
6
PVSS=1.44064
3
gr 1 kg 10 cm × × 3 3 1000 gr cm 1m
PVSS=1440.64 kg / m
3
B111 B111 B111 >C1B >C: >CCB >1- >1-B >1> >-1-. >--.4 >--. B 4 >--.C
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TERCER' &UESTR'
PVSS=
18850− 5333 9341
PVSS=1.44706 gr / cm
PVSS=1.44706
gr 3
cm
×
3
1 kg 1000 gr
×
10
6
cm
1m
3
3
3
PVSS=1447.06 kg / m
Proyecto= KE&E8G7$#G<7 KE6 PE!< 7G&$G< !E#< #<8P$#&$K< ( $DED$K< DE!<" agregado= Procedencia Ensaye no. > 1 8olde 7o. G G G olumen del molde (cmL" :1-> :1-> :1-> Peso del molde (gr" B111 B111 B111 Peso del agregado suelto O molde (gr" >:BC >:C1B >:C1 Peso del agregado suelto en el molde (gr" >-- >-B >--: >BB. >BB.B >BB>.: Peso volum'trico seco suelto (g0mL" > > C Peso volum'trico promedio seco suelto (/g0mL" >B-1.1
PRI&ER' &UESTR'
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PVSC =
19580−5333 9341
3
PVSC =1.52521 gr / cm
PVSC =1.52521
gr cm
3
1 kg
×
PVSC =1525.21 kg /m
1000 gr
×
10
6
cm
1m
3
3
3
SE#UND' &UESTR'
PVSC =
19835−5333 9341
3
PVSC =1.55251 gr / cm
PVSC =1.55251
gr 3
cm
×
PVSC =1552.51 kg /m
1 kg 1000 gr
3
TERCER' &UESTR'
×
10
6
cm
1m
3
3
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PVSC =
19830−5333 9341
PVSC =1.55198 gr / cm
3
6
PVSC =1.55198
gr 1k g 10 cm × × 3 3 cm 1000 gr 1m
3
3
PVSC =1551.98 kg / m
B3 DISCUSI*N 'rea-o %ino,
Para el promedio de peso unitario seco suelto es de 1:2:.;< 0m=, podemos ver seg%n la tabla > que si cumple con el rango de arena @>--9>4? y podemos decir que el agregado es de buena calidad.
Para promedio de peso unitario seco compactado es de 1>:2.=> ?m=, seg%n la tabla > tambi'n cumple con el rango de arena @>B9>C-? y podemos decir que el agregado es de buena calidad.
'rea-o rueso,
Para el promedio de peso unitario seco suelto es de 1@@;.<2 0m=, podemos ver seg%n la tabla > que si cumple con el rango de piedra triturada @>->9>B? y podemos decir que el agregado es de buena calidad.
Para promedio de peso unitario seco compactado es de 1A@=.2= ?m=, seg%n la tabla > tambi'n cumple con el rango de piedra triturada @>B9>4? y podemos decir que el agregado es de buena calidad.
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VII.
CONC(USIONES
!e logró reali2ar la prueba de peso unitario para el agregado +ino con el m'todo de acomodamiento con cucharon y la varilla para su estado suelto y compactado respectivamente .En el estado suelto obteni'ndose un peso unitario promedio de 1:2:.;< ?m=,y su estado compactado se obtuvo un peso unitario promedio de 1>:2.=> ?m=.
Para el agregado grueso se reali2ó la prueba de peso unitario tanto en su
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estado suelto como en su estado compactado, usando los m'todos de acomodamiento con cucharon y la varilla respectivamente. En su estado suelto se obtuvo un peso unitario promedio de 1@@;.<2 ?m=, y en su estado compactado un peso unitario promedio de 1A@=.2= ?m=.
VIII.
6os agregados utili2ados se clasi+ican de acuerdo con su peso unitario en normales.
RECO&END'CIONES
Para el per+ecto enrasado del material en el molde se recomienda llenar el mismo de 'l.
Para evitar errores en las lecturas de los peos se recomienda reali2ar todas las pesadas en una sola balan2a y me)or a%n si la balan2a +uera electrónica para tener me)or precisión del peso.
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I.
BIB(IO#R')I'
$!&8 #9:0 #9:8. >::. Stan-ar- Test &et7o- %or Bul? Densit9 /Unit ei7t3 an- Voi-s in 'reate. 7eville, $. (>::". Tecnología del Concreto. 8'*ico K.N.= Gnstituto 8e*icano del #emento y del #oncreto, $.#. ma3a, N. (>::C". Componentes Principales -e las me8clas -e Concreto. !an Qos', #osta ica= Editorial de la niversidad de #osta ica. 8$7$6 KE6 6$R<$&<G< KE 8$&EG$6E! KE #<7!&##GM7. Ponti+icia niversidad #atólica del Ecuador. 7ormas del $!&8. $IH! 0 peso9unitario9concreto
'NEO
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