Informe Laboratorio

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ
Ensayo de agregado fino y grueso
Informe del 1er Laboratorio
DOCENTE:
MSC. CEGARRA BADELL DIANA DIELUI
CURSO:
TECNOLOGÍA DE CONCRETO
SECCIÓN:
6877
Trabajo que como parte del curso de Tecnología de concreto presentan los alumnos:
SACSARA QUISPE JESÚS ARMANDO
U17201413
TORREJON DE LA CRUZ ERICK EVER
U17203923
MENDOZA CALDERON LUIS FABRICIO
1610209
RODRIGUEZ VARGAS SERGIO VIDAL
U17203570
RONDO BAYLON ELMER WILSON
U17205335
Lima, 04 de mayo del 2019
Introducción
Este ensayo tiene por finalidad, determinar la distribución de tamaño de partículas de
suelo. El presente informe tiene como finalidad exponer el procedimiento para el cálculo
de la granulometría de una muestra de suelo, para ello se utilizó el laboratorio de la
Universidad Tecnológica del Perú.
Como bien se sabe en toda construcción siempre es primordial hacer un estudio de
todos los factores a los cuales estará sometida nuestra estructura, siendo primero el
estudio del suelo ya que cuando es sometido a cargas externas puede experimentar
deformaciones, por lo que, si no es tratado adecuadamente puede ocasionar distintos
accidentes.
En el presente informe se explicará el procedimiento y cálculos realizados en el análisis
granulométrico, peso unitario, humedad natural y humedad de absorción. Lo cual, se
llevó a cabo en el laboratorio con muestras de agregado fino y grueso. Del mismo modo,
el procedimiento y cálculos realizados para hallar el porcentaje que pasa al tamiz N°200
de agregado fino. Los mismos se analizaron mediante la normativa correspondiente,
permitiendo determinar si son aptos para el rubro de la construcción.
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1. Objetivos
 El objetivo general de la práctica de Laboratorio N°1 es tener conocimiento de
las características del agregado grueso y fino. Del mismo modo, verificar si estos
pueden ser utilizado para la construcción de proyectos conforme a
procedimientos especificados en la NTP (Norma Técnica Peruana).
 Determinar el porcentaje de agregado que pasa en los tamices y con estos datos
construir la curva granulométrica del agregado fino y grueso.
 Determinar el porcentaje de finos, y el contenido de humedad de la muestra.
 Conocer el uso correcto de los instrumentos del laboratorio.
 Determinar mediante el tamizado la gradación que tienen los agregados
ensayados y calcular el módulo de finura para la comparación con la NTP
334.045.
 Calcular el peso unitario del agregado fino y grueso mediante el grado de
compactación (compactado y suelto).
2. Marco Teórico.
2.1. Agregados
Llamados también áridos, los cuales constituyen entre el 60% al 75% del volumen
total de cualquier mezcla típica de concreto: Se definen como un conjunto de
partículas de origen natural o artificial, que pueden ser tratados o elaborados, cuyas
dimensiones están comprendidas entre los límites fijados por la Norma Técnica
Peruana 400.011 o la norma ASTM C 33.
Dependiendo de sus características y dimensiones la Norma Técnica Peruana
clasifica y denomina a los agregados en:
2.1.1. Agregado Fino
La norma NTP 400.011 o la norma ASTM C 33, define como agregado fino al
proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas, que pasa el
tamiz 9.51 mm (3/8") y queda retenido en el tamiz 0.074 mm (N°200).
Según la norma NTP 400.011 o la norma ASTM C 33, el agregado fino deberá
cumplir con los siguientes requerimientos:
 Puede estar constituido de arena natural o manufacturada, o una
combinación de ambas. Sus partículas serán limpias, de perfil
referentemente angular, duro, compacto y resistente.
 Deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones,
partículas escamosas o blandas, esquistos, pizarras, álcalis, materia
orgánica, sales u otras sustancias dañinas.
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 El agregado no deberá retener más del 45% en dos tamices
consecutivos cualesquiera.
En general, es recomendable que la granulometría se encuentre dentro de los
límites de la norma NTP 400.037 o la norma ASTM C 33, según la tabla 1.
Tabla 1. Granulometría del agregado fino (NTP 400.037)
*Incrementar a 5% para agregados fino triturado, excepto cuando se use para
pavimentos
El módulo de fineza del agregado fino se mantendrá dentro del límite de± 0.2
del valor asumido para la selección de las proporciones del concreto; siendo
recomendable que el valor asumido esté entre 2.30 y 3.10.
El agregado fino no deberá indicar presencia de materia orgánica cuando ella
es determinada de acuerdo a los requisitos de la norma NTP 400.013 o la
norma ASTM C 40.
Podrá emplearse agregado fino que no cumple con los requisitos de la norma
NTP 400.013 o la norma ASTM C 40 siempre que:
 La coloración del agregado fino a usar en el ensayo se deba a la
presencia de pequeñas partículas de carbón, lignito u otras partículas
similares.
 Realizado el ensayo, la resistencia a los siete días de morteros
preparados con dicho agregado no sea menor del 95% de la resistencia
de morteros similares preparados con otra porción de la misma muestra
de agregado fino previamente lavada con una solución al 3% de
hidróxido de sodio.
2.1.2. Agregado Grueso
La norma NTP 400.011 o la norma ASTM C 33, define como agregado grueso
al material retenido en el tamiz 4.75 mm (N°4).
El agregado grueso podrá consistir de grava o piedra partida de origen natural
o artificial. El agregado grueso empleado en la preparación de concretos
livianos podrá ser natural o artificial.
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Según La norma NTP 400.011 o la norma ASTM C 33, el agregado grueso
deberá cumplir con los siguientes requerimientos:
 Deberá estar conformado por partículas limpias, de perfil preferentemente
angular, duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente
rugosa.
 Las partículas deberán ser químicamente estables y deberán estar libres de
escamas, tierra, polvo, limo, humus, incrustaciones superficiales, materia
orgánica, sales u otras sustancias dañinas.
 La granulometría seleccionada deberá ser de preferencia continua.
 La granulometría seleccionada deberá permitir obtener la máxima densidad
del concreto, con una adecuada trabajabilidad y consistencia en función de
las condiciones de colocación de la mezcla.
 La granulometría seleccionada no deberá tener más del 5% del agregado
retenido en la malla de 1 1/2" y no más del 6% del agregado que pasa la
malla de 1/4".
 Las Normas de Diseño Estructural recomiendan que el tamaño nominal
máximo del agregado grueso sea el mayor que pueda ser económicamente
disponible, siempre que él sea compatible con las dimensiones y
características de la estructura. Se considera que, en ningún caso el tamaño
nominal máximo del agregado no deberá ser mayor de:
-
Un quinto de la menor dimensión entre caras de encofrados.
-
Un tercio del peralte de las losas.
 El agregado grueso empleado en concreto para pavimentos, en estructuras
sometidas a procesos de erosión, abrasión o cavitación, no deberá tener
una pérdida mayor del 50% en el ensayo de abrasión realizado de acuerdo
a la norma NTP 400.019 y norma NTP 400.020, o la norma ASTM C 131.
 El lavado de las partículas de agregado grueso se deberá hacer con agua
preferentemente potable. De no ser así, el agua empleada deberá estar libre
de sales, materia orgánica, o sólidos en suspensión.
 Volviendo a la granulometría, en general el agregado grueso debe estar
gradado dentro de los límites especificados en la norma NTP 400.037 o la
norma ASTM C 33, tal como se detalla en la tabla 2:
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Tabla 2. Granulometría del agregado fino (NTP 400.037)
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2.2. Normas Aplicables
2.2.1. Norma ASTM C136 y NTP 400.012 – Análisis granulométrico
La norma ASTM C136 es un método que se utiliza principalmente por los
constructores y por los que trabajan en la industria de la construcción como
una forma de determinar la clasificación de los materiales antes de que se
utilicen en los agregados industriales. Los datos recogidos por este método
también son útiles para el desarrollo de relaciones con respecto a la porosidad
y el embalaje. La norma ASTM C136 sólo puede determinar con precisión el
material hasta una finura de 75 micras (N°200). Algo más allá de este nivel
tamiz sólo puede determinarse por una mezcla de la norma ASTM C136 y el
método ASTM 117, que utiliza el lavado.
El documento de la norma ASTM C136 divide el alcance del procedimiento en
cuatro puntos. Afirma que el método de ensayo cubre la "determinación de la
distribución de tamaño de partícula de los agregados finos y gruesos mediante
tamizado”. El documento continúa afirmando que algunas especificaciones
globales requieren del curso y de las partículas finas en su composición, el
ASTM C136 reconoce e incluye instrucciones para el análisis granulométrico
de estos agregados. El tercer punto sostiene que se debe utilizar las unidades
de medida internacionales como estándar, en lugar de pulgadas. El punto final
menciona que la responsabilidad de las personas que utilicen el método debe
asegurarse de que lo hagan con las medidas de seguridad apropiadas y los
niveles de precaución necesarias. ASTM C136, simplemente describe el
método, no los problemas de seguridad que intervienen en su práctica.
2.2.2. Norma ASTM C566 y NTP 339.185 – Humedad natural
El presente método de ensayo cubre la determinación del porcentaje de
humedad evaporable en una muestra de agregado mediante el secado tanto
de la humedad superficial como de la humedad en los poros del agregado. Los
agregados pueden contener agua que este combinada químicamente con los
minerales que contengan. Dicha agua no es evaporable y no está incluida en
el porcentaje determinado por este método de ensayo.
Las partículas grandes del agregado grueso, especialmente las que exceden
de 50 mm (2 pulgadas) requieren más tiempo para que la humedad avance
desde el interior de la partícula hacia la superficie. El usuario de este método
deberá determinar mediante un ensayo si los métodos de secado rápido dan
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suficiente exactitud para el uso deseado cuando se secan las partículas
grandes.
2.2.3. Norma ASTM C 136 y NTP 334.045 - Módulo de finura
Es el indicador del grosor predominante de las partículas de un agregado.
Puede considerarse como un tamaño promedio ponderado, pero que no
representa la distribución de las partículas. El módulo de finura esta en relación
inversa a las áreas superficiales; por lo que la cantidad de agua por área
superficial será menor, mientras mayor sea el módulo de finura.
Para el caso del agregado fino, se calcula a partir del análisis granulométrico
sumando los porcentajes retenidos acumulados en los tamices N°4, N°8, N°16,
N°30, N°50, N°100; y dividiendo dicha suma entre 100.
𝑀𝐹 =
%𝑅𝑒𝑡. 𝐴𝑐𝑢𝑚. 𝑇𝑎𝑚𝑖𝑐𝑒𝑠 (𝑁4 , 𝑁8 , 𝑁16 , 𝑁30 , 𝑁50 , 𝑁100 )
100
Para el caso del agregado grueso, se calcula a partir del análisis
granulométrico sumando los porcentajes retenidos acumulados en los tamices
1",3/4", 3/8", N°4, más el valor de 500; y dividiendo dicha suma entre 100.
𝑀𝐺 =
%𝑅𝑒𝑡. 𝐴𝑐𝑢𝑚. 𝑇𝑎𝑚𝑖𝑐𝑒𝑠 (1", 3/4", 3/8", 𝑁4 ) + 500
100
3. Metodología.
3.1. Materiales y equipos
3.1.1. Balanza eléctrica (aproximación a 0.1gr):
3.1.2. Tamices:
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3.1.3. Bandeja:
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3.1.4. Tamizadora:
3.1.5. Horno Digital:
3.1.6. Material:
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3.2. Desarrollo de la Experiencia.
3.2.1. Ensayo de granulometría
i.
Se empezó las labores seleccionando un poco de la muestra alterada y
vertiéndola dentro de la bandeja sin derramar material en el suelo del
laboratorio. Posteriormente, se coloco otra bandeja en la balanza y se taro a
cero; ya que así se podrá saber el peso real de la muestra del agregado (ver
figura 01).
Figura 01. Proceso de pesar la muestra de agregado.
ii.
Dicha muestra se colocará en los tamices correspondientes a cada agregado
tal y como se muestra en la figura 02.a, asimismo. los tamices usados para
los agregados finos y gruesos se pueden observar en las tablas 03 y 06,
respectivamente. Con cuidado se llevará los tamices debidamente cerrados
hasta la tamizadora (ver figura 02.b). Después de ajustar los tamices a la
tamizadora, se dará un tiempo de 3 minutos para que el agregado logré
asentarse en todos los tamices (ver figura 03).
(a)
(b)
Figura 02. (a)Proceso de colocación de la muestra en los tamices. (b) Proceso de
colocación de la muestra en la tamizadora.
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Figura 03. Proceso de cronometrar la tamizadora.
iii.
Se retirará el juego de tamices del tamizador para poder pesar el material
que se queda retenido en cada tamiz (ver figura 04.a). En este proceso
debemos usar un elemento como una brocha (ver figura 04.b) que nos
permita retirar los restos de agregados que se quedan retenidas en las
aberturas de las mallas.
(a)
(b)
Figura 04. (a)Proceso de extracción de los tamices de la tamizadora. (b) Proceso de
extracción de la muestra de los tamices.
iv.
Se anotará los pesos en la guía de laboratorio para realizar los cálculos en
Excel.1(ver figura 05)
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Figura 05. Proceso de pesado de los materiales retenidos en cada tamiz.
3.3. Datos Obtenidos
Tabla 03. Datos obtenidos del Ensayo de Granulometría de Agregado Fino.
Tamiz
ASTM
mm
3/8"
9.510
#4
4.760
#8
2.380
#16
1.190
#30
0.595
#50
0.297
#100
0.149
#200
0.074
Bandeja < #200
TOTAL:
Material Retenido
gr
0
5.9
156.3
332.7
284.9
192.4
140.6
99.7
30.8
1243.3
%
0.00 %
0.47 %
12.57 %
26.76 %
22.91 %
15.47 %
11.31 %
8.02 %
2.48 %
100.00 %
Retenido
Pasa
Acumulado Acumulado
%
%
0.00 %
100.00 %
0.47 %
99.53 %
13.05 %
86.95 %
39.81 %
60.19 %
62.72 %
37.28 %
78.20 %
21.80 %
89.50 %
10.50 %
97.52 %
2.48 %
100.00 %
0.00 %
Tabla 04. Datos obtenidos del Ensayo de Granulometría de Agregado Fino.
Peso inicial
Peso final
Error
T.M.
M.F.
T.M.N.
:
:
:
:
:
:
1,245.20 gr
1,243.30 gr
0.15 %
3/8"
2.84
#4
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Gráfica 1. Curva Granulométrica del Agregado Fino.
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Tabla 05. Datos obtenidos del Ensayo de Peso Unitario para Agregado Fino.
Peso Unitario o Volumétrico
(1) Recipiente N°
(2) Peso del agregado + Recipiente
(3) Peso del recipiente
(4) Peso del Agregado
(5) Volumen del Recipiente
(6) Peso Unitario
Suelto
1
19.460 kg
4.975 kg
14.485 kg
0.0093 m3
1553.220 kg/m3
Varillado
2
3
21.620 kg
21.535 kg
4.975 kg
5.035 kg
16.645 kg
16.500 kg
0.0093 m3
0.0092 m3
1790.990 kg/m3 1793.098 kg/m3
Tabla 06. Datos obtenidos del Ensayo de Granulometría de Agregado Grueso.
Tamiz
Material Retenido
ASTM
mm
3"
76.10
2 1/2"
64.00
2"
50.80
1 1/2"
38.10
1"
25.40
3/4"
19.00
1/2"
12.70
3/8"
9.51
#4
4.76
Bandeja < #4
gr
0
0
0
0
40.6
636.1
322.7
1.8
0
0.3
TOTAL:
1001.5
%
0.00 %
0.00 %
0.00 %
0.00 %
4.05 %
63.51 %
32.22 %
0.18 %
0.00 %
0.03 %
100.00
%
Retenido
Acumulado
%
0.00 %
0.00 %
0.00 %
0.00 %
4.05 %
67.57 %
99.79 %
99.97 %
99.97 %
100.00 %
Pasa
Acumulado
%
100.00 %
100.00 %
100.00 %
100.00 %
95.95 %
32.43 %
0.21 %
0.03 %
0.03 %
0.00 %
Tabla 07. Datos obtenidos del Ensayo de Granulometría de Agregado Grueso.
Peso inicial
Peso final
Error
T.M.
M.F.
T.M.N.
:
:
:
:
:
:
1,001.50 gr
1,001.50 gr
0.00 %
1 1/2"
2.77
1"
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Gráfica 2. Curva Granulométrica del Agregado Grueso.
Tabla 08. Datos obtenidos del Ensayo de Peso Unitario de Agregado Grueso
Peso Unitario o Volumétrico
(1) Recipiente N°
(2) Peso del agregado + Recipiente
(3) Peso del recipiente
(4) Peso del Agregado
(5) Volumen del Recipiente
(6) Peso Unitario
Suelto
1
17.930 kg
4.975 kg
12.955 kg
0.0093 m3
1389.159 kg/m3
Varillado
2
3
19.040 kg
18.835 kg
4.975 kg
5.035 kg
14.065 kg
13.800 kg
0.0093 m3
0.0092 m3
1513.384 kg/m3 1499.682 kg/m3
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4. Análisis y Discusión de Datos
4.1. Granulometría del agregado fino
Luego de la ejecución del método del tamizado respecto a una muestra aproximada
de 1243 gramos, se indican las siguientes observaciones:
 Un gran porcentaje de la muestra se encuentra retenida en el tamiz #16,
alrededor del 26.76%. Por lo tanto, el tamaño de las partículas retenidas en
dicho tamiz son una representación de la muestra.
 Parte de la muestra que no fue retenido en el tamiz #200 es del 2.48%, esto
implica que no se posee tanto material que posiblemente no sea adecuado
para su implementación en el proceso de elaboración del concreto.
 En la comparación del peso inicial de la muestra respecto al peso final. Luego
del tamizado se obtuvo un error del 0.15%, es decir, este valor se encuentra
dentro del rango permisible de hasta un 3% de error. Asimismo, es evidente
que estos resultados son claramente influenciados por la manera en el que
se realizó el tamizado, ya que en este proceso parte de la muestra quedó
retenida en el tamiz y no pudo ser pesada en su totalidad.
4.2. Peso Unitario del agregado fino
Se observa que existe mayor masa de la muestra colocada en el mismo recipiente
luego de realizarse el varillado, ya que debido a este método mejora la colocación
de las partículas de la muestra en el recipiente, por ende, se puede seguir
añadiendo una mayor cantidad de agregado fino.
Es importante tener en cuenta el peso unitario de una muestra, en este caso del
agregado fino, ya que un peso unitario alto indica que se necesitará menor cantidad
de cemento y agregado grueso.
Existe un gran incremento del peso unitario obtenido luego del varillado en
comparación a la muestra inicial.
4.3. Granulometría del agregado grueso
Un 63.5% de agregado grueso se encuentra retenido en el tamiz 3/4, por tanto,
gran parte de la muestra debe poseer este tamaño de partículas.
En este caso hubo muy poco material retenido en la malla #4, esto sugiere que se
utilizará casi toda la muestra en su función de agregado grueso
En la comparación del peso inicial y final del agregado grueso, el error fue del 0%,
ya que es poco probable que partículas sólidas queden retenidas del todo en el
tamiz, de manera que toda la muestra de agregado grueso se mantuvo antes y
después del tamizado.
4.4. Peso Unitario del agregado grueso
En comparación al agregado fino, se obtuvo un menor incremento del peso unitario
del agregado grueso luego del varillado.
A pesar de haber realizado el proceso del varillado, se observa que existe dificultad
para poder añadir mayor cantidad de agregado grueso en el mismo recipiente,
puesto que son partículas sólidas, las cuales no son del todo compactadas y no
pueden ocupar todos los espacios de la muestra.
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5. Bibliografía.

Lezama Leiva, JL. 1996. Tecnología del concreto. Cajamarca-Perú, S/E, UNC.

Norma ASTM C 33: Especificación Normalizada de Agregados para Concreto.

Norma ASTM C 150: Especificación Normalizada para Cemento Portland

NTP 400.012: Análisis granulométrico del agregado fino y grueso.

NTP 400.017: Método de ensayo normalizado para determinar el peso unitario
de los agregados.
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