Ensayos de Laboratorio

EQUIPOS Y MATERIALES  NECESARIOS PARA LA REALIZACIÓN DE ENSAYOS

1.    Balanza:

Instrumento para medir masas y pesos de un cuerpo, agregado o sustancia, utilizando como medio de comparación la fuerza de la gravedad que actúa sobre el cuerpo, además este es de gran utilidad y exactitud.

2.    Horno de secado o estufa

Es un equipo que se utiliza para secar muestras de agregados y esterilizar recipientes de vidrio y metal en el laboratorio. El secado que se efectúa en el horno se denomina calor seco y se realiza a temperaturas establecidas ya predefinidas durante 24 horas.

Algunas de las aplicaciones más comunes son:

·         Secado de pintura.

·         Secado de resinas.

·         Deshidratado de flores, plantas y comida.

·         Esterilización.

·         Pretratamiento de piezas.

·         Curado de hule y plásticos.

3.    Malla metálica 

La rejilla o malla metálica es la encargada de distribuir la temperatura de manera uniforme, evitando que el instrumental de vidrio entre en contacto directo con la llama de mechero y evitando que se quiebren los recipientes de vidrio por los cambios bruscos de temperatura.

4.    Canastilla metálica 

Este es un objeto metálico en forma de balde que sirve para colocar el material agregado y sumergirlo en el agua para poder determinar su respectivo peso.

5.    Balde con agua: 

Es un recipiente que se utiliza para sumergir el agregado grueso que está en la malla metálica y así poder pesarlo mediante una balanza electrónica.

6.    Recipiente

Es un envase diseñado para contener cualquier tipo de material solido o líquido, el objetivo de estos contenedores es mantener seguro y libre de contaminantes la muestra para un análisis más limpio y certero. En nuestro caso para estos ensayos se utiliza con la finalidad de albergar en su interior los agregados finos o gruesos.

7.    Brocha

Herramienta multifuncional utilizada para ayudar a limpiar los excedentes de agregados de un recipiente, utensilio, tubo, entre otros.

8.    Cono de Abrams

Es un instrumento metálico que se utiliza en el ensayo que se le realiza al hormigón en su estado fresco para medir su consistencia, consiste en un molde de metal con forma de cono truncado, que posee un diámetro en la base de 20 cm y un diámetro en la parte superior de 10 cm, con una altura total de 30 cm. 

9.    Fiola 

Las fiolas también llamados "matraces aforados" son recipientes de vidrio de cuello muy largo y angosto, el cual tienen una marca que señala un volumen exacto a una temperatura determinada que está grabada en el mismo recipiente y generalmente es 20ºc.

Es un tipo de instrumento que es fabricado para preparar, medir soluciones, disoluciones de algún material, entre otros. En el análisis químico dentro de un laboratorio, tiene una forma cotidiana como una pera, con un fondo plano. Guarda una semejanza con el tubo de ensayo y un embudo, además son fabricadas en vidrio transparente y en vidrio color ámbar.

10. Tamizador

Es un instrumento que se utiliza en el análisis de partículas, se usa para agitar una pila de tamices de prueba que se colocan en orden (de mayor a menor abertura, es decir, en la parte superior los de mayor abertura y en la parte inferior los de menor abertura), de modo que los materiales se tamizan a través de estos de acuerdo al tamaño de sus partículas.

Los agitadores del tamiz pueden sustituir la mano manual que tamiza para conducir la reducción del tamaño de la muestra, separación material y análisis de la partícula

ENSAYOS DEL PESO UNITARIO PARA AGREGADO FINO Y GRUESO

·         Peso Unitario Suelto (PUS) 

Se usa para la conversión de peso a volumen, es decir, para conocer el consumo de áridos por metro cubico de hormigón.

·       Peso Unitario Compactado (PUC)

Se denomina PUC cuando los granos han sido sometidos a una compactación que aumenta el grado de acomodamiento de las partículas de agregado y por lo tanto el valor de la masa unitaria.  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 y colocación del agregado

Peso Unitario Suelto del Agregado Fino (PUS)

1.         Se pesa el recipiente cilíndrico, la balanza debe de tener una exactitud de 0.1% es decir, 0.01g de precisión. Además se determina el agregado fino el cual debe estar seco para poder determinar el peso unitario suelto.

2.         Se pone la arena gruesa en un recipiente para luego pasarla al molde cilíndrico.

3.         Sobre un recipiente se agrega la arena en forma helicoidal a una altura no mayor de 5 cm de la superficie del recipiente hasta que esté totalmente lleno.

4.         Con la varilla de acero se quita el exceso de arena para que quede a nivel del recipiente (procedimiento conocido como Enrasado).

5.         Se pesa el recipiente cilíndrico con la arena

6.         Se calcula el peso unitario suelto.

PUS=PS/VM       ;            PS= (PM+S)-PM

PUS= Peso Unitario Suelto (gramos/cm3)

PS= Peso Suelto (gramos)      

PM= Peso del Recipiente (gramos)

S= Muestra (gramos)

VM= Volumen del Envase (cm3)

Peso Unitario Compactado del Agregado Fino (PUC)

1.         Se pesa el recipiente cilíndrico, la balanza debe de tener una exactitud de 0.1% es decir, 0.01g de precisión. Además se determina el agregado fino el cual debe estar seco para poder determinar el peso unitario compactado.            

2.         Se pone la arena gruesa en un recipiente para luego pasarla al molde cilíndrico

3.         Se coloca la arena en el molde cilíndrico hasta 1/3 de su capacidad. Luego con una varilla de acero de 5/8” se golpea 25 veces de forma helicoidal.

4.         Se sigue agregando la arena hasta los 2/3 de su capacidad, también se compacta con la varilla de acero nuevamente con 25 golpes en forma helicoidal.

5.         Se agrega arena hasta llenar el recipiente por encima del limite y se compacta nuevamente con los mismos 25 golpes en forma helicoidal.

6.         Se quita el exceso con la varilla de acero para que quede a nivel del recipiente.

7.         Se pesa el recipiente cilíndrico con la arena compactada.

8.         Se calcula el peso unitario compactado.

PUC=PS/VM       ;            PS= (PM+S)-PM

PUC= Peso Unitario Compactado (gramos/cm3)

PS= Peso Suelto (gramos)      

PM= Peso del Recipiente (gramos)

S= Muestra (gramos)

VM= Volumen del Envase (cm3)

 

Peso Unitario Suelto del Agregado Grueso (PUS)

1.         Se pesa el recipiente cilíndrico, la balanza debe de tener una exactitud de 0.1% es decir, 0.01g de precisión. Además, se determina el agregado grueso el cual debe estar seco para poder determinar el peso unitario suelto.

2.         Se pone la piedra chancada en un recipiente para luego pasarla al molde cilíndrico.

3.         Sobre un recipiente se agrega la piedra en forma helicoidal a una altura no mayor de 5 cm de la superficie del recipiente hasta que esté totalmente lleno.

4.         Con la varilla de acero se quita el exceso de piedra para que quede a nivel del recipiente (procedimiento conocido como Enrasado).

5.         Se pesa el recipiente cilíndrico con la piedra.

6.         Se calcula el peso unitario suelto

PUS=PS/VM       ;            PS= (PM+S)-PM

PUS= Peso Unitario Suelto (gramos/cm3)

PS= Peso Suelto (gramos)      

PM= Peso del Recipiente (gramos)

S= Muestra (gramos)

VM= Volumen del Envase (cm3)

 

Peso Unitario Compactado del Agregado Grueso (PUS)

1.         Se pesa el recipiente cilíndrico, la balanza debe de tener una exactitud de 0.1% es decir, 0.01g de precisión. Además se determina el agregado grueso el cual debe estar seco para poder determinar el peso unitario compactado.

2.         Se pone la arena gruesa en un recipiente para luego pasarla al molde cilíndrico.

3.         Se coloca la arena en el molde cilíndrico hasta 1/3 de su capacidad. Luego con una varilla de acero de 5/8” se golpea 25 veces de forma helicoidal.

4.         Se sigue agregando la arena hasta los 2/3 de su capacidad, también se compacta con la varilla de acero nuevamente con 25 golpes en forma helicoidal.

5.         Se agrega arena hasta llenar el recipiente por encima del límite y se compacta nuevamente con los mismos 25 golpes en forma helicoidal.

6.         Se quita el exceso con la varilla de acero para que quede a nivel del recipiente.

7.         Se pesa el recipiente cilíndrico con la piedra compactada.

8.         Se calcula el peso unitario compactado

PUC=PS/VM       ;            PS= (PM+S)-PM

PUC= Peso Unitario Compactado (gramos/cm3)

PS= Peso Suelto (gramos)      

PM= Peso del Recipiente (gramos)

S= Muestra (gramos)

VM= Volumen del Envase (cm3)

 

ENSAYOS DEL PORCENTAJE DE HUMEDAD PARA AGREGADO FINO Y GRUESO

1.         Se selecciona una muestra representativa del agregado fino o grueso por el método del cuarteo para luego vaciar dicha muestra en el recipiente

2.         Determinar la masa de la muestra

3.         Tomar un recipiente, anotar su identificación y determinar su peso

4.         Pesar la muestra húmeda (peso agregado húmedo) de agregado fino o grueso junto con el recipiente que lo contiene.

Peso del recipiente (PR) + Peso agregado húmedo (PSH)

5.         Colocar la muestra en el horno a una temperatura constante de 110ºC por un periodo de 24 horas, una calefacción muy rápida puede causar que algunas partículas exploten lo que generaría una pérdida de la misma.

6.         Retirar la muestra del horno y dejarla enfriar hasta que alcance la temperatura.

7.         Se pesa la muestra (Peso agregado Seco)

Peso del recipiente (PR) + Peso agregado seco (PSC)

8.         Calcular el porcentaje de humedad con los datos ya conocidos

ENSAYOS DEL PESO ESPECÍFICO PARA AGREGADO FINO Y GRUESO 

Peso específico del agregado grueso y fino: Su finalidad es determinar la relación a temperatura estable entre la masa de un volumen unitario del material y la masa del mismo volumen de agua destilada libre de aire, este proceso es realizado para calcular peso específico del material agregado fino o grueso. Como también conocer la importancia y la influencia que tiene el peso específico de los agregados en una mezcla de concreto.

Agregados finos

1.         Seleccionar el agregado fino, sumergirlo durante un día en agua y luego secar superficialmente el agregado ya sea en la intemperie o en el horno a una temperatura aproximada de 60 °C.

2.         Luego se vacía el agregado fino en un cono de Abrams hasta llenarlo al ras del cono, luego se retira el cono de Abrams y se observa si conserva su forma o se desmorona por completo.

3.         Si conservó su forma en el paso anterior, se pesa el agregado fino.

4.         Se utiliza una fiola para vaciar el agregado fino en su interior, sabiendo que la fiola pesa 185 gr y tiene un volumen hasta la raya roja de 500 cm3.

5.         Se vacía el agua en el interior de la fiola para posteriormente pesar la fiola con el agua y el agregado incluido en ella.       

6.         Se procede a realizar los cálculos de laboratorio.

Dónde:

A= Peso de la muestra secada al horno.

B= Peso de la muestra saturada con superficie seca

C= Peso de la muestra saturada dentro del agua

Agregados Gruesos

1.         Se selecciona el material agregado grueso, para luego por el método del cuarteo escoger una muestra representativa.

2.         Se deja el agregado en agua durante un día, luego se lava la muestra para eliminar impurezas, y se selecciona una porción de la muestra tratada de acuerdo a la siguiente tabla:

3.         Luego se seca superficialmente a la intemperie o en el horno a una temperatura de 60 °C. Luego se saca la muestra del horno y se procede a secar los extremos de superficie del agregado (Peso de la muestra sacada del horno=PA).

4.         Se pesa la muestra superficialmente seca (PMSS), luego se pesa la canastilla metálica.

5.         Se vacía la muestra superficialmente seca en la canastilla metálica, se sumerge la canastilla metálica llena de agregado dentro de un balde con agua completamente lleno, y colgado con una pita (Mecate) se procede a pesar la canastilla más el agregado.

6.         Se seca superficialmente a la intemperie o en el horno a una temperatura de 60 °C.

7.         Se saca la muestra del horno y con una franela se secan los extremos de la superficie del agregado

8.         Se pesa la muestra superficialmente seca (PMSS)

9.         Se pesa la canastilla metálica a utilizar.

10.       Se coloca la muestra superficialmente seca en la canastilla, se sumerge llena de agregado dentro de un balde con agua completamente lleno y colgado con una pita se procede a pesar la canastilla más el agregado.

11.       Finalmente se procede a realizar los cálculos de laboratorio.

Dónde:

PA= Peso de la muestra secada al Horno.

PMSS= Peso de la muestra saturada con la superficie seca.

PC= Peso de la muestra saturada dentro del agua.