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1. INTRODUCCIÓN
Actualmente, el concreto es el elemento más usado en el ámbito
mundial para la construcción, lo que conlleva a la evolución de las
exigencias para cada uso del mencionado elemento.
La demanda del concreto ha sido la base para la elaboración de los
diferentes Diseños de Mezcla, ya que estos métodos permiten a los
usuarios conocer no sólo las dosis precisas de los componentes del
concreto, sino también la forma mas apropiada para elaborar la mezcla.
Los Métodos de Diseño de mezcla están dirigidos a mejorar
calificativamente la resistencia, la calidad y la durabilidad de todos los
usos que pueda tener el concreto.
El diseño de mezclas de concreto, es conceptualmente la aplicación
técnica y práctica de los conocimientos científicos sobre sus
componentes y la interacción entre ellos, para lograr un material
resultante que satisfaga de la manera más eficiente los requerimientos
particulares del proyecto constructivo.
En este presente informe desarrollaremos los estudios de los
agregados finos y gruesos realizados en el laboratorio de mecánica de
suelos para obtener los datos necesarios que se necesitan en la
elaboración del diseño de mezcla así como también elaboraremos
nuestro diseño de mezcla y la rotura de briquetas.

2. MARCO
TEÓRICO
2

3. A. AGREGADOS
Se definen los agregados como los elementos inertes del concreto que
son aglomerados por la pasta de cemento para formar la estructura
resistente. Ocupan alrededor de las 3/4 partes del volumen total.
Llamados también áridos, son un conjunto de partículas de origen natural
o artificial; que pueden ser tratados o elaborados y cuyas dimensiones
están comprendidas entre los límites fijados por la Norma Técnica
Peruana 400.011.
Los agregados deberán cumplir con los siguientes requerimientos:
Los agregados empleados en la preparación de los concretos de peso
normal (2200 a 2500 Kg. /m3) deberán cumplir con los requisitos de la
NTP 400.037 o de la Norma ASTM C 33, así como los de las
especificaciones del proyecto.
Los agregados finos y gruesos deberán ser manejados como materiales
independientes.
Los agregados seleccionados deberán ser procesados, transportados
manipulados, almacenados y dosificados de manera tal de garantizar:
1) Que la pérdida de finos sea mínima;
2) Se mantendrá la uniformidad del agregado;
3) No se producirá contaminación con sustancias extrañas;
4) No se producirá rotura o segregación importante en ellos.
Los agregados expuestos a la acción de los rayos solares deberán, si es
necesario, enfriarse antes de su utilización en la mezcladora.
Si el enfriamiento se efectúa por aspersión de agua o riego, se deberá
considerar la cantidad de humedad añadida al agregado a fin de corregir
el contenido de agua de la mezcla y mantener la relación agua-cemento
de diseño seleccionada.
3

4. A.1 AGREGADO FINO
Se considera como agregado finos a la arena o piedra natural
finamente triturada, de dimensiones reducidas y que pasan por el
tamiz 9.5 mm (3/8“) y que cumple con los limites establecidos en la
norma ITINTEC 400.037.
Las arenas provienen de la desintegración natural de las rocas y que
arrastradas por corrientes aéreas o fluviales se acumulan en
lugares determinados.
Granulometría
Es la distribución por tamaños de las partículas de arena la
distribución del tamaño de partículas se determina por separación
con una serie de mallas normalizadas las mallas normalizadas para el
agregado fino son:
Nº4, Nº8,.Nº16, Nº30, Nº50, Nº100 y Nº200.
En general, es recomendable que la granulometría se encuentre
dentro de los siguientes límites: NTP 400.037
MALLA PORCENTAJE QUE PASA
3/8” 100
Nº4 95-100
Nº8 80-100
Nº16 50-85
Nº30 25-60
Nº50 10-30
Nº100 2-10
A.2 AGREGADO GRUESO
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5. Es el material retenido en el tamiz ITINTEC 4.75mm (Nº4)
proveniente de la desintegración natural o mecánica de las rocas y
que cumple con los limites establecidos en la norma ITINTEC
400.037. El agregado grueso puede ser grava, piedra chancada, etc.
Granulometría
El agregado grueso deberá estar graduado dentro de los limites
establecidos el la norma ITINTEC 400.037 o en la norma ASTM C33, los
cuales están indicados en la siguiente tabla.
B. MÓDULO DE FINEZA
El denominado módulo de fineza, representa un tamaño promedio
ponderado de la muestra de arena, pero no representa la distribución de
las partículas.
100
,8º,4º,",","1,"3)[.(% 8
3
4
3
2
1 NNNacumuladosret∑
Nota.- Para el cálculo del módulo de fineza del agregado fino,
se tomará sólo hasta el tamiz 9.51 mm(3/8”), según la NTP
400.011.
El modulo de finura del agregado fino, es el índice aproximado que nos
describe en forma rápida y breve la proporción de finos o de gruesos
que se tiene en las partículas que lo constituyen.
El modulo de finura de la arena se calcula sumando los porcentajes
acumulados en las mallas siguientes: Numero 4, 8, 16, 30, 50 y 100
inclusive y dividiendo el total entre cien.
Es un indicador de la finura de un agregado: cuanto mayor sea el modulo
de finura, más grueso es el agregado.
Es útil para estimar las proporciones de los agregados finos y gruesos
en las mezclas de concreto.
El rango del modulo de finura de la arena es de 2.3 a 3.1
Si el modulo d finura de una arena es de 2.3 se trata de una arena fina;
y si el modulo se encuentra entre 2.3 a 3.1 se trata de una arena
mediana. Y si el modulo es mayor de 3.1 se trata de una arena gruesa.
C. TAMAÑO MAXIMO NOMINAL
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6. El tamaño máximo nominal esta dado por la abertura de la malla
inmediatamente superior a la que retiene el 15% o más.
D. PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION (NTP 400.021 - NTP
400.022)
D.1 PESO ESPECIFICO DEL AGREGADO FINO (NTP 400.022)
La presente norma establece el método de ensayo para determinar
el peso específico (densidad); peso especifico saturado con
superficie seca, el peso específico aparente y la absorción después
de 24 horas en agua del agregado fino.
PESO ESPECÍFICO APARENTE
Es la relación a una temperatura estable, de la masa en el aire, de
un volumen unitario de material, a la masa en el aire de igual
densidad de un volumen igual de agua destilada libre de gas, si el
material es un sólido, el volumen es igual a la porción impermeable.
PESO ESPECÍFICO DE MASA
Es la relación, a una temperatura estable, de la masa en el aire de
un volumen unitario de material (incluyendo los poros permeables e
impermeables naturales del material); a la masa en el aire de la
misma densidad, de un volumen igual de agua destilada libre de gas.
PESO ESPECÍFICO DE MASA SATURADO SUPERFICIALMENTE
SECO
Es lo mismo que el peso específico de masa, excepto que la masa
incluye el agua en los poros permeables.
Nota: El peso específico anteriormente definido está referido a la
densidad del material, conforme al Sistema Internacional de
Unidades.
D.2 PESO ESPECIFICO DEL AGREGADO GRUESO (NTP 400.021)
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7. Es la relación a una temperatura estable de la masa en el aire de un
volumen unitario de material, a la masa en el aire de igual densidad
de un volumen igual de agua destilada libre de gas.
D.3 ABSORCIÓN DEL AGREGADO (NTP 400.022)
La presente norma, establece el método de ensayo para determinar
el porcentaje de absorción (después de 24 horas en el agua).
Podemos definir la absorción, como la cantidad de agua absorbida
por el agregado sumergido en el agua durante 24horas. Se expresa
como un porcentaje del peso del material seco, que es capaz de
absorber, de modo que se encuentre el material saturado
superficialmente seco.
La absorción del agregado grueso se determina por la NTP 400.021.
D.4 CONTENIDO DE HUMEDAD (NTP 400.010)
La presente norma, establece el método de ensayo para determinar
el contenido de humedad del agregado fino y grueso.
Los agregados se presentan en los siguientes estados: seco al aire,
saturado superficialmente seco y húmedos; en los cálculos para el
proporcionamiento de los componentes del concreto, se considera al
agregado en condiciones de saturado y superficialmente seco, es
decir con todos sus poros abiertos llenos de agua y libre de
humedad superficial.
Los estados de saturación del agregado son como sigue:
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8. D.5 PESO VOLUMETRICO UNITARIO (NTP 400.017)
La norma establece el método para determinar el peso unitario de
agregados finos y gruesos.
Se denomina peso volumétrico del agregado, al peso que alcanza un
determinado volumen unitario. Generalmente se expresa en kilos
por metro cúbico. Este valor es requerido cuando se trata de
agregados ligeros o pesados y para convertir cantidades en
volumen y viceversa, cuando el agregado se maneja en volumen.
D.6 FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL
La forma y textura de las partículas de agregados influyen
grandemente en los resultados a obtenerse en las propiedades del
concreto. Existiendo un efecto de anclaje mecánico que resulta más
o menos favorable en relación con el tamaño, la forma, la textura
superficial y el acomodo entre ellas, también se producen
fenómenos de adherencia entre la pasta de cemento y los
agregados, condicionados por estos factores; que contribuyen en el
comportamiento de resistencia y durabilidad del concreto.
FORMA
Por naturaleza los agregados tienen una forma irregularmente
geométrica, compuesta por combinaciones aleatorias de caras
redondeadas y angularidades.
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9. Bryan Mather establece que la forma de las partículas está
controlada por la redondez o angularidad y la esfericidad, dos
parámetros relativamente independientes.
En términos meramente descriptivos, la forma de los agregados se
define en:
 Angular : Poca evidencia de desgaste en caras y
bordes.
 Subangular : Evidencia de algo de desgaste en caras y
bordes.
 Subredondeada : Bordes casi eliminados.
 Muy redondeadas: Sin caras ni bordes.
La esfericidad resultante de agregados procesados, depende mucho
del tipo de chancado y la manera como se opera.
La redondez está más en función de la dureza y resistencia al
desgaste de la abrasión.
Los agregados con forma equidimensional producen un mejor
acomodo entre partículas dentro del concreto, que los que tienen
forma plana o alargada y requieren menos agua, pasta de cemento, o
mortero para un determinado grado de trabajabilidad del concreto.
TEXTURA
Representa qué tan lisa o rugosa es la superficie del agregado. Es
una característica ligada a la absorción, pues los agregados muy
rugosos tienen mayor absorción que los lisos; además que producen
concretos menos plásticos pues se incrementan la fricción entre
partículas dificultando el desplazamiento de la masa.
D.7 SUPERFICIE ESPECÍFICA
Considerando que todas las partículas son esféricas. Se define a la
superficie específica como el área superficial total referida al peso
volumen absoluto.
9

10. MARCO
PRÁCTICO
E. Cemento
El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de
caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la
propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Mezclado con
agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme,
maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia
pétrea.
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11. ANÁLISIS
GRANULOMÉTRI
CO
11

12. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
1. OBJETIVO GENERAL
Definir las cantidades relativas de las partículas de nuestro material.
2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Poder determinar de acuerdo a los datos obtenidos por el ensayo si
están conforme con los requerimientos y límites establecidos en los
cálculos y en la curva granulométrica.
• Calcular el porcentaje aproximado del material que pasa según las
mallas utilizadas y de los diferentes tamaños del agregado (fino y
grueso) y representar los resultados obtenidos en un perfil
estratigráfico.
3. EQUIPOS
• Juego de tamices normalizados
• Tamiz Nº 200 para el lavado.
• Balanza electrónica de 0.1 gr. de precisión
• Taras
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13. • Escobilla
• Brocha
• Espátula
4. PROCEDIMIENTO
a. El agregado a utilizar; deberá ser cuarteado; antes de pasar a ser
tamizado.
b. Luego se pesa la muestra en un recipiente aproximadamente de una
cantidad de: 500 a 1000gr. para la arena gruesa y de 1 a 5kg. para la
piedra chancada.
c. Luego se deposita el material en el tamiz superior; del juego de
tamices; los que deberán encontrarse limpios y ordenados en forma
decreciente desde el tamiz 1’’ hasta el tamiz Nº 200 y tamizar
aproximadamente de 10 a 15 minutos.
d. Para finalizar se pesa las fracciones retenidas por cada malla,
teniendo precaución y cuidado, se registró sus pesos y obtuvimos los
porcentajes retenidos parciales referidos al peso inicial total de la
muestra.
GRANULOMETRIA DEL AGREGADO FINO, NTP 400.037
TAMIZ PORCENTAJE DE PESO (MASA) QUE PASA
LIMITES TOTALES *C M F
9.5 mm (3/8) 100 100 100 100
4.75 mm (Nº4) 89 – 100 95 – 100 89 – 100 89 – 100
2.36 mm (Nº8) 65 – 100 80 – 100 65 – 100 80 – 100
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14. 1.18 mm (Nº16) 45 – 100 50 – 85 45 – 100 70 – 100
600 um (Nº30) 25 – 100 25 – 60 25 – 80 55 – 100
300 um (Nº50) 5 – 70 10 – 30 5 – 48 5 – 70
150 um (Nº100) 0 – 12 2 – 10 0 - 12* 0 – 12
El control de la granulometría se aprecia mejor mediante un grafico, en
la que las ordenadas representan el porcentaje acumulado que pasa la
malla, y las abscisas, las aberturas correspondientes. La norma ASTM
exceptúa los concretos preparados con más de 300Kg. /m3 de los
porcentajes requeridos para el material que pasa las mallas nº50 y nº100
que en este caso puede reducirse a 5% y 0% respectivamente.
Para el Agregado Grueso (Piedra Chancada)
TAMICES ABERTURA PESO %RETENIDO %RETENIDO % QUE ESPECIFIC.
ASTM mm RETENIDO PARCIAL ACUMULADO PASA IV - b
3" 76,200
2 1/2" 63,500
2" 50,600
1 1/2" 38,100
1" 25,400 1290,40 27,18 27,18 72,82 100 100
3/4" 19,050 2527,60 53,23 80,41 19,59
1/2" 12,700 487,20 10,26 90,67 9,33 75 90
3/8" 9,525 255,90 5,39 96,06 3,94
1/4" 6,350
No4 4,760 183,50 3,86 99,92 0,08 50 70
No8 2,380 0,30 0,01 99,93 0,07
No10 2,000 0,00 0,00 99,93 0,07 35 50
No16 1,190 0,00 0,00 99,93 0,07
No20 0,840 0,00 0,00 99,93 0,07
No30 0,590 0,00 0,00 99,93 0,07
No40 0,420 0,00 0,00 99,93 0,07 20 30
No 50 0,300 0,00 0,00 99,93 0,07
No60 0,250 0,00 0,00
No80 0,180 0,00 0,00 99,93 0,07
No100 0,149 0,00 0,00 99,93 0,07
No200 0,074 0,00 0,00 99,93 0,07 0 3
3,40 0,07 100,00 0,00
TOTAL 4748,30
14
20010080605040302016108N41/4"3/8"1/2"3/4"1"11/2"2"21/2"3"
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMAÑO DEL GRANO EN mm
(escala logaritmica)
%QUEPASAENPESO
C URVA GRANULOMETRIC A
MALLAS U.S. STANDARD

15. Para el Agregado Fino (Arena Gruesa)
TAMICES ABERTURA PESO %RETENIDO %RETENIDO % QUE ESPECIFIC.
ASTM mm RETENIDO PARCIAL ACUMULADO PASA IV - b
3" 76,200
2 1/2" 63,500
2" 50,600
1 1/2" 38,100
1" 25,400 0,00 0,00 0,00 100,00 100 100
3/4" 19,050 0,00 0,00 0,00 100,00
1/2" 12,700 0,00 0,00 0,00 100,00 75 90
3/8" 9,525 0,00 0,00 0,00 100,00
1/4" 6,350
No4 4,760 17,50 3,53 3,53 96,47 50 70
No8 2,380 101,30 20,46 24,00 76,00
No10 2,000 0,00 0,00 24,00 76,00 35 50
No16 1,190 26,20 5,29 29,29 70,71
No20 0,840 0,00 0,00 29,29 70,71
No30 0,590 43,70 8,83 38,11 61,89
No40 0,420 0,00 0,00 38,11 61,89 20 30
No 50 0,300 171,10 34,56 72,67 27,33
No60 0,250 0,00 0,00
No80 0,180 0,00 0,00 72,67 27,33
No100 0,149 117,60 23,75 96,42 3,58
No200 0,074 13,30 2,69 99,11 0,89 0 3
4,40 0,89 100,00 0,00
TOTAL 495,10
15
20010080605040302016108N41/4"3/8"1/2"3/4"1"11/2"2"21/2"3"
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMAÑO DEL GRANO EN mm
(escala logaritmica)
%QUEPASAENPESO
C URVA GRANULOMETRIC A
MALLAS U.S. STANDARD

16. 5. CONCLUSIONES
 Nuestra gráfica se mostrará a través de una parábola bien
definida.
 Concluimos también que si la realización de las curvas
granulométricas no están acorde al margen establecido; se deberá
realizar nuevamente el ensayo.
 El ensayo de granulometría nos permite determinar la calidad
de agregado; que se utilizará en el diseño de mezcla.
6. RECOMENDACIONES:
 Realizar el trabajo con extrema precaución al momento de
manipular el material, para evitar posibles accidentes en el
laboratorio.
 Para poder hacer el ensayo de granulometría de nuestra
muestra representativa, ésta debe estar completamente seca.
 El proceso de lavado de la muestra deberá ser realizado
cuidadosamente de modo de no dañar el tamiz o producir perdida de
la muestra.
16

17.  Después de pasar la muestra por todos los tamices, éstos se
deben limpiar ya que en las diversas mallas siempre queda material
(piedras, arenas, limos, arcillas), pues para el siguiente tamizado
podría ser un gran margen de error.
 Es recomendable realizar el tamizado de 10 a 15 minutos y
evitar en lo posible la pérdida de material.
 Para obtener una gráfica semilogarítmica debemos tener una
distribución razonable de puntos, de acuerdo a los tamices utilizados
en el ensayo.
PESO
UNITARIO
17

18. PESO UNITARIO SUELTO
1. OBJETIVO
Determinar el peso unitario para cada agregado (piedra chancada y
arena gruesa).
2. MATERIALES Y EQUIPO
• BALANZA.- De capacidad conveniente y con las siguientes
aproximaciones: 0.01 gr. para muestras más o menos de 200 gr. y
0.1 gr. para muestras de más de 200 gr.
• MOLDES CILINDRICOS (CBR).- De medidas conocidas.
• AGREGADOS.- Piedra chancada y Arena gruesa.
• CUCHARA METÁLICA.- Para manipular el material.
18

19. 3. PROCEDIMIENTO
a. Se utiliza una cantidad representativa de material; siendo de esta
manera cuarteada.
b. Con ayuda de la cuchara metálica, se va colocando el material al
molde CBR; con una caída no más de 5cm.
c. Al ser llenado completamente el molde; debe ser enrazado y
limpiado; para poderse llevar a la balanza y así registrar su peso.
d. Se repite este proceso; tres veces; obteniendo pesos de +/- 100gr;
para poder registrar un promedio.
Ensayo de Pesos Unitarios Sueltos
Pesos Unitarios para el Agregado Grueso (Piedra Chancada):
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20. Pesos Unitarios para el Agregado Fino (Arena Gruesa):
DESCIPCIÓN MUESTA 1 MUESTA 2 MUESTA 3
Peso de la muestra + molde 12494gr. 12589gr. 12683gr.
Peso del molde 7709gr. 7709gr. 7709gr.
Peso de la muestra neta 4785gr. 4880gr. 4974gr.
Volumen del molde 3013.00cm³ 3013.00cm³ 3013.00cm³
Peso unitario 1.59gr/cm³ 1.62gr/cm³ 1.65gr/cm³
Promedio 1620 kg/m³
DESCIPCIÓN MUESTA 1 MUESTA 2 MUESTA 3
Peso de la muestra + molde 12683gr. 12946gr. 12875gr.
Peso del molde 7709 gr. 7709 gr. 7709 gr.
Peso de la muestra neta 4974gr. 5237gr. 5166gr.
Volumen del molde 3013.00cm³ 3013.00cm³ 3013.00cm³
Peso unitario 1.65gr/cm³ 1.74gr/cm³ 1.71gr/cm³
Promedio 1700 Kg/m³
20

21. 4. CONCLUSIONES
Los resultados de pesos unitarios, están dados según promedio final
por agregado.
Piedra Chancada:
 Para este ensayo; es necesario realizar más de
un ensayo; para tener un mejor balance en las cantidades dadas
según promedio; es decir que el resultado sea satisfactorio.
 Se obtuvo un peso unitario promedio final de:
1620 kg/m³
Arena gruesa:
 Para este ensayo; es necesario realizar más de
un ensayo; para tener un mejor balance en las cantidades dadas
según promedio; es decir que el resultado sea satisfactorio.
 Se obtuvo un peso unitario promedio final de:
1700 Kg/m³
5. RECOMENDACIONES
• Se debe realizar el proceso; con la mayor exigencia posible.
• Se deberá enrazar con cuidado; sin compactar la muestra; y así
poder obtener valores reales en los pesos.
• Tener precaución al momento de llevar el molde a la balanza; sin
perder material; ni dañar los instrumentos del laboratorio.
21

22. • Se deberá devolver el material empleado en dicho ensayo; al costal
correspondiente; puesto que seguirá siendo utilizado.
22