Practica de Laboratorio5

21 DE NOVIEMBRE DEL 2013 [ ]

PRACTICA DE LABORATORIO

N° 05

DETERMINACION DE LOS PESOS UNITARIOS SECOS,

SUELTOS Y SECOS COMPACTADOS DE LOS

AGREGADOS

ING. CIVIL – USP – HUARAZ Página 1


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 inter granulares expresado en kilogramos por metro cubico.

Hay dos valores para esta relación dependiendo del acomodamiento que se da de

un material y además se le da la denominación a cada uno de ellos, al primero

peso unitario seco suelto (PVSS) y la segundo peso unitario seco compactado

(PVSC) Que ambos sirven para establecer relaciones entre volúmenes y pesos de

estos materiales, y también los pesos unitarios sirven para determinar el

porcentaje de los vacíos existentes en un agregado



II. OBJETIVO

Determinar el peso unitario seco suelto del agregado fino y grueso

Determinar el peso unitario seco compactado del agregado fino y

grueso

Determinar el porcentaje de vacíos de agregado fino y grueso

III. NORMAS

NTP 400.014:1999, ASTM C-29

IV. MARCO TEORICO

4.1 PESO UNITARIO.

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 efectúa el ensayo, expresada

en kg/m3. Aunque puede realizarse el ensayo sobre agregado fino y agregado

grueso; el valor que es empleado en la práctica como parámetro para la

dosificación de hormigones, es el peso unitario compactado del agregado grueso.

4.2 PESO UNITARIO SUELTO (PVSS)

Se denomina PVSS cuando para determinarla se coloca el material seco

suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y a continuación se nivela a

ras una varilla. El concepto PUSS es importante cuando se trata de manejo,

transporte y almacenamiento de los agregados debido a que estos se hacen en

estado suelto. Se usara invariablemente para la conversión de peso a volumen, es

decir para conocer el consumo de áridos por metro cubico de hormigón.

4.3 PESO UNITARIO COMPACTADO (PVSC)



Se denomina PVSC 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 PUSC es importante desde el punto de vista diseño de mezclas ya que con él se

determina el volumen absoluto de los agregados por cuanto estos van a estar

sometidos a una compactación durante el proceso de colocación del hormigón.

Este valor se usara para el conocimiento de volúmenes de materiales apilados y

que estén sujetos a acomodamiento o asentamiento provocados por él, transita

sobre ellos o por la acción del tiempo. También el valor del peso unitario

compactado, es de una utilidad extraordinaria para el cálculo de por ciento de

vacíos de los materiales. CALIBRACIÓN DEL MOLDE. El molde debe ser calibrado

con exactitud, determinando el peso del agua requerida para llenarlos; el volumen

de cada molde se determina dividiendo el peso del agua requerida para llenar el

molde por el peso unitario del agua. La tabla que se muestra a continuación es la

utiliza para diferentes tipos de muestra de acuerdo a su diámetro del agregado.

El concreto convencional, empleado normalmente en pavimentos, edificios y en

otras estructuras tiene un peso unitario dentro del rango de 2,240 y 2,400 kg por

metro cúbico (kg/m3). El peso unitario (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 vez se ven influenciados por el tamaño máximo del agregado.

Para el diseño de estructuras de concreto, comúnmente se supone que la

combinación del concreto convencional y de las barras de refuerzo pesa 2400

kg/m3. Además del concreto convencional, existe una amplia variedad de otros

concretos para hacer frente a diversas necesidades, variando desde concretos

aisladores ligeros con pesos unitarios de 240 kg/m3, a concretos pesados con pesos

unitarios de 6400 kg/m3, que se emplean para contrapesos o para blindajes contra

radiaciones.

4.4 RESUMEN DE PESOS UNITARIOS SUELTO Y COMPACTO



Se denomina peso volumétrico o peso unitario del agregado ya sea suelto o

compacto, el peso que alcanza un determinado volumen unitario generalmente se

expresa en Kg/m3 este valor requerido cuando se trata de agregados ligeros o

pesados en caso que se dosifique el concreto teniendo un peso unitario seco y

compacto de un promedio de 1500 – 1700 Kg/m3

4.5 PESO SOLIDO

Es el producto de la gravedad específica por la densidad de agua. En la

práctica se considera que el peso solido es aquel que tendrá material si se

pudiera eliminar totalmente los vacíos internos externos, el peso solido se

emplea en la determinación del volumen absoluto o volumen del solido del

material

4.6 VOLUMEN ABSOLUTO

Es el espacio ocupado por las partículas de un material sin considerar los vacíos

internos y externos, el volumen absoluto de una masa de agregados es la suma

de volúmenes absoluto de todas sus partículas.

4.7 CONTENIDOS DE VACIOS

El término vacíos se refiere a los espacios no ocupados entre las partículas de

agregado. Puede decirse que este valor es la diferencia entre el volumen bruto total

de la masa de agregado y el espacio realmente ocupado por las partículas Se

puede calcular con la siguiente formula.

E=100∗( peso solido−pesounitariopeso solido )

Dónde:

Peso solido = gravedad especifica

NOTA: se tomara la gravedad específica como dato del laboratorio anterior

para:



1. Agregado fino =2561 kg/m3

2. Agregado grueso =2696.6 kg/m3

V. EQUIPO UTILIZADO

Una balanza de precisión 1gramo de sensibilidad.

Una varilla de acero de 5/8” (16

mm) de diámetro, aproximadamente 24”(600 mm) de longitud, con al menos uno

de sus extremos acabados en forma de bala .

Moldes o recipientes cilíndricos manejables y suficientemente rígidos para evitar su

deformación, cumpliendo los requisitos dimensionales.

tamaño máximo del agregado

capacidad del recipiente diámetro interior

altura interior

pulgadas milímetros Pies3 metros Metros3centímetros

centímetros

1/2 12.5 1/10 2.8 0.0028 15.25 15.501 25.0 1/3 9.3 0.0093 20.35 29.101 1/2 37.5 1/2 14 0.014 25.40 27.904 100 1 28 0.028 35.60 28.50



Pala, cucharon. Una pala o cucharon grande de tamaño conveniente para

llenar el recipiente

Horno que mantenga una temperatura constante de 110±5°C

DETERMINACION DEL FACTOR DE CALIBRACION DE LOS MOLDES (FC)

Los moldes utilizados deberán calibrarse con agua limpia a la

temperatura ambiente usando el siguiente equipo

Termómetro con capacidad hasta 50°C, con sensibilidad de

0.5°C.

Placa de vidrio

Probeta graduada

Balanza con sensibilidad de 1.0gr

Procedimiento

Pese el molde y anote su peso

Llene el molde con agua a la temperatura ambiente, enrase con

la placa de vidrio eliminando las burbujas



Determine el peso neto del agua contenido en el molde más el

molde con aproximación de 1.0gr

Mida la temperatura del agua y determine el peso específico de

la misma haciendo uso de la tabla siguiente

temperatura densidad del agua°F °C Lb/pie3 Kg/m3

60 15.6 62.366 999.0165 18.3 62.336. 998.5470 21.1 62.301 887.97

73.4 23 62.274 997.5475 23.9 62.261 997.3280 26.7 62.216 996.5985 29.4 62.166 995.83

Calcule el volumen (V) del molde dividiendo el peso del agua

exigido para llenar el molde por la densidad del agua a la

temperatura de ensaye. Calcule factor de calibración (FC)

dividiendo la densidad del agua a la temperatura de ensayo por el

peso neto de agua para llenar el molde

V. MUESTRA

5000 gr. Para el agregado fino

5000 gr. Para el agregado grueso

VII. PROCEDIMIENTO

ESTOS DOS PROSEDIMIENTOS SE REPITEN 3 VECES PARA AGREGADO

GRUESO Y FINO

a) PESO UNITARIO O VOLUMETRICO SECO SUELTO (PUSS)



Seleccione una muestra representativa por cuarteo del agregado a ensayar

(grava o arena)

La muestra debe estar previamente seca (secada al horno)

Pese el recipiente adecuado, según tamaño de agregado, y anote su peso

Deposite material en el recipiente vacío y se registra ese valor. Se llena el

recipiente hasta el desborde por medio de una pala o cuchara, descargando el

agregado desde una altura que no exceda los 50 mm por sobre el borde

superior del recipiente. Se debe evitar en lo posible la segregación de los

agregados que componen la muestra.

Pese el recipiente con el material contenido y anote su peso

Repite este procedimiento tres veces como mínimo

Calcule el peso volumétrico seco suelto con la formula siguiente

PVSS=( pesodelmaterial+el resipiente )−(peso del resipiente)

volumendel resipiente

Se puede también determinar el PVSS con la formula siguiente

PVSS = ((peso del material suelto + recipiente)-(peso del recipiente))*FC

b) PESO UNITARIO O VOLUMETRICO SECO COMPACTO (PVSC)

Seleccione una muestra representativa por cuarteo del agregado a ensayar (grava o arena)

La muestra debe estar previamente seca (secada al horno) Pese el recipiente vacío (según tamaño de agregado) y se registra su peso.

Deposite material en el recipiente, en tres capas procurando efectuar esta operación con la ayuda de un cucharon utilizando una altura constante sobre la parte superior del molde que no exceda de 5cm en el puño de la mano



Se efectúa la compactación de la capa de agregado mediante 25 golpes de la varilla distribuidos uniformemente en toda la superficie del material

Se continúa el llenado del recipiente hasta 2/3 de su capacidad y se compacta esta segunda capa con 25 golpes de varilla, sin penetrar en la capa previa ya compactada.

Finalmente, se vuelve a llenar el recipiente hasta que desborde y se compacta con 25 golpes de la varilla, sin penetrar en la capa previa ya compactada.

Se nivela la capa superficial del agregado en forma manual utilizando la varilla, de manera de enrasarla con el borde superior del recipiente.

Se determina la masa del recipiente más su contenido y se registra este valor.

Calcule el peso volumétrico seco compactado con la siguiente formula.

(PVSC)=(peso delmaterial+elrecipiente )−( peso delresipiente)

Volumendel resipiente

Se puede también determinar el PVSC con la formula siguiente

PVSC = ((peso del material suelto + recipiente)-(peso del recipiente))*FC



ViII. CALCULO

AGREGADO FINO

DETERMINACIÓN DEL PESO UNITARIO O VOLUMÉTRICO SECO SUELTO (PVSS) Y SECO COMPACTADO (PVSC)

SECO SUELTO (PVSS) AGREGADO FINO.

(PVSC)=(peso delmaterial+elrecipiente )−( peso delresipiente)


Peso del molde = 3426gr

Volumen del molde =2776cm3

MUESTRA Nº1

PVSS =( 7610−34262776 )X 1000 = 1507.20 kg/m3

MUESTRA Nº2

PVSS =( 7610−34262776 )X 1000 = 1507.20 kg/m3

MUESTRA Nº3

PVSS =( 7615−34262776 )X 1000 = 1509.01 kg/m3

PROMEDIO (PVSS) =( 1507.20+1507.20+15009.013 ) = 1507.80 kg/m3



SECO COMPACTADO (PVSC) AGREGADO FINO.

(PVSC )=(peso delmaterial+elrecipiente )−( peso delresipiente )




MUESTRA Nº1

(PVSC) =( 8070−34262776 )X 1000 = 1672.91 kg/m3

MUESTRA Nº2

(PVSC) =( 8055−34262776 )X 1000 = 1667.51 kg/m3

MUESTRA Nº3

(PVSC) =( 8070−34262776 )X 1000 = 1672.91 kg/m3

PROMEDIO (PUSC) =( 1694.52+1696.33+1698.133 ) = 1671.11 kg/m3

CONTENIDOS DE VACIOS(%)

E = 100 x ( peso solido−peso unitariopeso solido

)

DONDE:

PESO SOLIDO O GRAVEDAD ESPECIFICA =2561 Kg/m3

SECO SUELTO

E =( 2561.00−1507.802561.00 )X100 = 41.12%

SECO COMPACTADO



E =( 2561.00−1671.112561.00 )X 100 = 34.75%

DIF. DE % E

DIF. (E) =( 41.12−34.752 )= 3.19%

CUADRO DE RESUMEN DE PESO UNITARIO SECO SUELTO (PVSS) Y SECO COMPACTADO (PVSC)

TIPO DE PESO UNITARIO PESO UNITARIO SUELTOPESO UNITARIO COMPACTADO

muestra nº 1 2 3 1 2 3

peso material + molde(gr) 7610.00

7610.00

7615.00 8070.00

8055.00 8070.00

peso del molde(gr) 3426.00

3426.00

3426.00 3426.00

3426.00 3426.00

peso del material(gr) 4184.00

4184.00

4189.00 4644.00

4629.00 4644.00

volumen del molde (cm3) 2776.00

2776.00

2776.00 2776.00

2776.00 2776.00

peso unitario (kg/m3) 1507.20

1507.20

1509.01 1672.91

1667.51 1672.91

peso unitario promedio 1507.80 1671.11peso solido u gravedad esp. 2561%e 41.12 34.75diferencia de %e 3.19

AGREGADO GRUESO

DETERMINACIÓN DEL PESO UNITARIO O VOLUMÉTRICO SECO SUELTO (PVSS) Y SECO COMPACTADO (PVSC)

SECO SUELTO (PVSS) AGREGADO GRUESO



MUESTRA Nº1



(PVSS) =( 21195 .00−5333.009341 )X1000 = 1698.11 kg/m3

MUESTRA Nº2

(PVSS) =( 21185 .00−5333.009341 )X1000 = 1697.03 kg/m3

MUESTRA Nº3

(PVSS) =( 21190 .00−5333.009341 )X1000 = 1697.57 kg/m3

PROMEDIO (PVSS) =( 1698.11+1697.03+1697.573 ) = 1697.57 kg/m3

SECO COMPACTADO (PVSC) AGREGADO GRUESO

(PVSC )=(peso delmaterial+elrecipiente )−( peso delresipiente)




MUESTRA Nº1

(PVSC) =( 21640 .00−5333.009341.00 )X1000 = 1745.74 kg/m3

MUESTRA Nº2

(PVSC) =( 21645 .00−5333.009341.00 )X1000 = 1746.28 kg/m3

MUESTRA Nº3

(PVSC) =( 21680 .00−5333.009341.00 )X1000 = 1750.02 kg/m3



PROMEDIO (PVSC) =( 1745.74+1746.28+1750.023 ) = 1747.35 kg/m3

CONTENIDOS DE VACIOS

E = 100 x ( peso solido−peso unitariopeso solido

)

DONDE:

PESO SOLIDO O GRAVEDAD ESPECIFICA =2696.6 Kg/m3

SECO SUELTO

(E) =( 2696.6−1697.572696.6 )X 100= 37.05%

SECO COMPACTADO

(E) =( 2696.6−1747.352696.6 )X 100=35.20%

DIF. DE % E

DIF. (E) =( 37. 05−35.202 )= 0.93%

CUADRO DE RESUMEN DE PESO UNITARIO SECO SUELTO (PVSS) Y SECO COMPACTADO (PVSC)

tipo de peso unitario PESO UNITARIO SUELTO PESO UNITARIO COMPACTADOmuestra nº 1 2 3 1 2 3peso material + molde(gr) 21195.00 21185.00 21190.00 21640.00 21645.00 21680.00peso del molde(gr) 5333.00 5333.00 5333.00 5333.00 5333.00 5333.00peso del material(gr) 15862.00 15852.00 15857.00 16307.00 16312.00 16347.00volumen del molde (cm3) 9341.00 9341.00 9341.00 9341.00 9341.00 9341.00peso unitario (kg/m3) 1698.11 1697.03 1697.57 1745.74 1746.28 1750.02peso unitario promedio 1697.57 1747.35peso solido u gravedad esp. 2696.6% e 37.05 35.20diferencia de % e 0.93



IX. DISCUCION DE RESULTADOS

Al momento de desarrollo de este ensayo para el ´peso unitario del seco suelto y compactado del agregado fino y grueso hay que tener mucho cuidado al momento de echar la muestra en el molde ya que la variación de altura relación molde y cucharon no debe variar 5cm del puño de la mano y si esto ocurriera lo contrario tendríamos resultados diferentes a la que hemos obtenido

La diferencia de pesos unitarios de los agregados fino y grueso tiene una variación considerable por lo que hace entender que mayor tamaño del solido está en volumen tiene mayor peso a la relación de vacíos

X. CONCLUSIONES

Se finalizó la práctica de manera satisfactoria.

Se puede mencionar que el peso unitario seco suelto del agregado fino y grueso está dentro del parámetro ya que el promedio obtenido en él ensayo es de: para agregado fino (1507.80 kg/m3) y para agregado grueso (1697.57 kg/m3) además su propiedad física es de gran importancia en la dosificación del diseño de mezcla.



. Se puede mencionar que el peso unitario seco compactado del agregado fino se encuentra dentro del parámetro con el promedio obtenido en él ensayo (1671.11 kg/m3 ) y para agregado grueso (1747.35 kg/m3 ) este resultado se encuentra por encima del parámetro por lo tanto podríamos decir que es un agregado pesado.

Es importante conocer estos datos pues nos indican la calidad de los agregados por los valores obtenidos en el ensayo además corresponden a los materiales de buen comportamiento, y si el resultado hubiese sido lo contrario estas correspondería a agregados débiles y absorbentes

Con respecto a la relación de vacíos se obtiene los siguientes resultados, para seco suelto y compacto del agregado fino es de 3.19% y para seco suelto y compacto del agregado grueso 0.93% este resultado nos indica que el agregado fino tiene mayor porcentaje de vacíos que un agregado grueso

XI. RECOMENDACIONES

Para el perfecto enrasado del material en el molde se recomienda llenar el mismo de él.

Para evitar errores en las lecturas de los pesos se recomienda realizar todas las pesadas en una sola balanza para tener mayor precisión del peso.

XIII. BIBLIOGRAFIA

Guía de Tecnología del concreto

ASTM DESIGNATION: C 33 – 90STANDARD SPECIFICATION FOR

CONCRETE AGGREGATES

MANUAL DEL INGENIERO CIVIL. Tomo I. Mac Graw Hill: México. sección 5-6.

ARANGO V., Antonio. Mecánica de Suelos.

http://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados2.shtml

Hormigón Armado de Jiménez Montoya




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