MASA UNITARIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Profesora:
Miguel Ángel Ospina

Laboratorio No 4:
Masa Unitaria

Elaborado Por:

Diego Alejandro Garzón
María Clara Chaparro Gómez
María Angélica Delgado

6 de febrero de 2014
OBJETIVOS

General
El objetivo general de esta práctica es determinar la masa unitaria de tres tipos de agregados (Grava, Gravilla Triturada y Arena de Río) con diferentes niveles de compactación siguiendo el procedimiento especificado en la NTC 92. La masa unitaria se debe determinar para tareas como el cálculo de volúmenes o masas para rellenos o preparación de mezclas.

Específicos
Determinar la masa unitaria suelta para los tres tipos de agregados.
Determinar la masa unitaria compacta por apisonado para los tres tipos de agregado.
Determinar la masa unitaria compacta por golpeteo para los tres tipos de agregado.
Determinar la relación de vacíos calculada a partir de la masa unitaria suelta para los tres tipos de agregados.

METODOLOGÍA

Los equipos necesarios para la realización del ensayo de masa unitaria son una balanza, una varilla de apisonamiento, una pala o cucharón y un molde con ciertas especificaciones que se mencionan en la norma NTC 92.

En primer lugar, se debe seleccionar una muestra de agregado secado al horno con un volumen mayor en al menos un 125% al volumen del molde usado.
Para el cálculo de la masa unitaria suelta se debe medir la masa de la cantidad de agregado suelto que llena el molde por paleo.
Para el cálculo de la masa unitaria compacta por apisonado se debe medir la masa que llena el molde compactada de esta manera. El agregado se debe introducir en el molde en tres porciones, cada una golpeada 25 veces con la varilla de apisonamiento.
Para el cálculo de la masa unitaria compacta por golpeteo se debe medir la masa que llena el molde compactada de esta manera. El agregado se debe introducir en el molde en tres porciones, compactada cada una dejando caer alternativamente los lados del molde 50 veces.
Además se deben medir la masa y el volumen del molde.

La masa unitaria de la muestra se calcula de la siguiente manera:

MU=AV

Donde MU es la masa unitaria suelta, compacta por apisonado, o compacta por golpeteo, A es el promedio de las masas netas del agregado medidas y V es el volumen del contenedor.

La relación o porcentaje de vacíos se calcula de la siguiente manera:

e=δbulk-MUS MUS*100

Donde e es el porcentaje de vacíos , δbulk es la densidad bulk del agregado y MUS es la masa unitaria del agregado suelto. La densidad bulk se calcula según la norma NTC 176 para agregados gruesos y NTC 327 para agregados finos.

CÁLCULOS

A continuación, se presentan los datos medidos y el cálculo de los parámetros mencionados en la metodología. La densidad bulk para cada agregado se calculó en el laboratorio No 3.

Mcc = Masa del agregado con el contenedor.
Mn = Masa neta del agregado = Mcc – Masa del contenedor
MUS= Masa Unitaria Suelta
MUCa = Masa Unitaria Compacta por Apisonado
MUCg = Masa Unitaria Compacta por Golpeteo

Arena de Río

Masa del contenedor = 2,870 kg
Volumen del contenedor = 2,95 L = 0,00295 m3

Arena de Río
Suelta
Apisonado
Golpeteo
Mcc (kg)
Mn (kg)
Mcc (kg)
Mn (kg)
Mcc (kg)
Mn (kg)
10,350
7,480
10,720
7,850
10,350
7,850
10,360
7,490
10,690
7,820
10,350
7,870
10,390
7,520
10,620
7,750
10,350
7,810
Mn prom. =
7,497
Mn prom. =
7,807
Mn prom. =
7,843

Las masas unitarias son:

MUS=7,4970,00295kgm3=2541,36 kgm3

MUCa=7,8070,00295kgm3=2646,44 kgm3

MUCg=7,8430,00295kgm3=2658,64 kgm3

El porcentaje de vacíos no se calcula ya que no se tiene el valor de la densidad bulk para este agregado.

Grava

Volumen del contenedor = 9,3 L = 0,0093 m3
Densidad Bulk: δbulk=2365,22 kgm3

Grava
Suelta
Apisonado
Golpeteo
Mcc (kg)
Mn (kg)
Mcc (kg)
Mn (kg)
Mcc (kg)
Mn (kg)
21,720
15,050
22,740
16,070
23,060
16,390
21,840
15,170
23,000
16,330
22,860
16,190
21,590
14,920
22,950
16,280
22,980
16,310
Mn prom. =
15,047
Mn prom. =
16,227
Mn prom. =
16,297


MUS=15,0470,0093kgm3=1617,96 kgm3

MUCa=16,2270,0093kgm3=1744,84 kgm3

MUCg=16,2970,0093kgm3=1752,37 kgm3

El porcentaje de vacíos es:

e=2365,22-1617,961617,96*100= 46,18 %

Gravilla Triturada

Volumen del contenedor = 10 L = 0,001 m3
Densidad Bulk: δbulk=2606,50 kgm3

Gravilla Triturada
Suelta
Apisonado
Golpeteo
Mcc (kg)
Mn (kg)
Mcc (kg)
Mn (kg)
Mcc (kg)
Mn (kg)
16,820
20,115
17,500
20,795
18,790
22,085
17,000
20,295
18,370
21,665
18,310
21,605
16,820
20,115
18,110
21,405
18,200
21,495
Mn prom. =
20,175
Mn prom. =
21,288
Mn prom. =
21,728


MUS=20,1750,001kgm3=2017,50 kgm3

MUCa=21,2880,001kgm3=2128,80 kgm3

MUCg=21,7280,001kgm3=2172,8 kgm3

El porcentaje de vacíos es:

e=2606,50-2017,502017,50*100= 29,19 %

ANÁLISIS DE RESULTADOS

El cálculo de las masas unitarias muestra que la arena de río es un agregado más pesado que la gravilla triturada y esta a su vez es más pesada que la grava y la gravilla.
Para los tres agregados, la masa unitaria compacta por golpeteo es mayor que la masa unitaria compacta por apisonado y esta a su vez es mayor que la masa unitaria suelta.
Los porcentajes de vacíos están en el orden del 10% tanto para la grava como para la gravilla.

CONCLUSIONES

Para agregados más finos, las masas unitarias fueron mayores. Este fenómeno es coherente puesto que en los agregados más finos los espacios entre partículas son menores y de menor tamaño. Así, las partículas de agregado ocupan un mayor porcentaje del volumen y la masa por unidad de volumen es mayor respecto a agregados más gruesos.
Para mayores estados de compactación , la masa unitaria es mayor, y este resultado es coherente por la misma razón.
El porcentaje de vacíos de la gravilla triturada es 29,19%. Este porcentaje es importante y se debe tener en cuenta a la hora de calcular relaciones entre masas y volúmenes de agregado. Sin embargo es de resaltar que el porcentaje de vacíos indicado se calculó para el mínimo estado de compactación del agregado y por lo tanto es el máximo posible.
El mismo análisis es válido para la grava, para la que el porcentaje de vacíos es igual a 46,18%.

BIBLIOGRAFÍA

[email protected], Norma Técnica Colombiana NTC 92, Obt. Art. Digital, 5/3/15.

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