Ensayo de Densidad Del Agregado Fino y Grueso

3.-BASE TEÓRICA

 La densidad es una propiedad física de los agregados y está definida por la relación entre el peso y el volumen de una masa determinada, lo que significa que depende directamente de las características del grano de agregado. Como generalmente las partículas de agregado tienen poros tanto saturables como no  saturables,  saturables, dependiendo de su permeabilidad permeabilidad interna pueden estar vacíos, parcialmente  saturados o totalmente llenos de agua se genera una serie de estados de humedad a los que corresponde idéntico número de tipos de densidad, la que más interesa en el campo de la tecnología del concreto y específicamente en el diseño de mezclas es la densidad  aparente que se define como la relación que existe entre el peso del material y el  volumen que ocupan las partículas de ese material incluidos todos los poros (saturables  y no saturables).  Este factor es importante para el diseño de mezclas porque con él se determina la cantidad de agregado requerido para un volumen unitario de concreto, debido a que los poros interiores de las partículas de agregado van a ocupar un volumen dentro de la masa de concreto y además porque el agua se aloja dentro de los poros saturables.  El valor de la densidad de la roca madre varía entre 2.48 y 2.8 kg/cm³.  Existe tres tipos de densidad las cuales están basadas el la relación entre la masa (en el  aire) y el volumen del material; a saber: ensidad Nominal. Es la relación entre la masa en el aire de un volumen dado de agregado, incluyendo los poros no saturables, y la masa de un volumen igual  de agua destilada libre de gas a temperatura establecida.

y

 D

y

 D

y

 D

ensidad Aparente. La relación entre la masa en el aire de un volumen dado de agregado, agregado, incluyendo sus poros saturable y no saturables, (pero sin incluir los vacíos entre las partículas) y la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a una temperatura establecida.

ensidad Aparente (SSS). La relación entre la masa en el aire de un volumen dado de agregado, incluyendo la masa del agua dentro de los poros sat urables, (después de la inmersión en agua durante aproximadamente 24 horas), pero sin incluir los vacíos entre las partículas, comparado con la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a una temperatura establecida.

 La densidad aparente aparente es l a característica usada generalmente para el cálculo del  volumen ocupado por el agregado en diferentes tipos de mezclas, incluyendo el  concreto de cemento Portland, el concreto butiminoso, y otras mezclas que son  proporcionadas o analizadas sobre la base de un volumen absoluto.  La densidad aparente (SSS) se usa si el agregado está húmedo, es decir, si se ha  satisfecho su absorción. Inversamente, la densidad nominal (seco al horno) se usa para cálculos cuando el agregado esta seco o se asume que está seco. La densidad nominal  concierne a la densidad relativa del material sólido sin incluir los poros saturables de las partículas constituyentes.  La absorción en los agregados, es el incremento en la masa del agregado debido al  agua en los poros del material, pero sin incluir el agua adherida a la superficie exterior 

de las partículas, expresado como un porcentaje de la masa seca. El agregado se considera como "seco" cuando se ha mantenido a una temperatura de 110°C ± 5°C por   suficiente tiempo para remover toda el agua no combinada.  La capacidad de absorción se determina por medio de los procedimientos descritos,  para agregados gruesos y para los agregados finos. Básicamente consiste en sumergir  la muestra durante 24 horas luego de lo cual se saca y se lleva a la condición de densidad aparente (SSS); obtenida esta condición, se pesa e inmediatamente se seca en un horno y la diferencia de pesos, expresado como un porcentaje de peso de la muestra  seca, es la capacidad de absorción.  Para el cálculo, tanto las densidades como la absorción para el agregado grueso se calculan de la siguiente manera: y

ensidad Aparente

 D

 D

=A/[B C]  

onde

 D

 A es la masa en el aire de la muestra de ensayo secada al horno (grs)  B es la masa en el aire de la muestra de ensayo saturada y superficialmente seca (grs) C es la masa en el agua de la muestra de ensayo saturada (grs) y

y

y

ensidad Aparente (saturada y superficialmente seca).

 D

 D

=B/[B C]

 D

=A/[A C]

¡ 

ensidad Nominal.

 D

¢ 

 ABSORCIÓN   Absorción = ( [ B A ] / A ) * 100 £ 

 Para el agregado fino la densidad se calcula de la siguiente manera: y

ensidad Aparente

 D

 Daparente

= A / [ B + S  C ] ¤ 

onde

 D

 A es la masa en el aire de la muestra de ensayo secada al horno (grs)  B es la masa del picnómetro lleno con agua

S es la masa de la muestra saturada y superficialmente seca (grs) C es la masa del picnometro con la muestra y el agua hasta la marca de calibración (grs), y  D

densidad grs / cm³  y

ensidad Aparente (saturada y superficialmente seca).

 D

 D sss

y

¥ 

ensidad Nominal.

 D

=A/[B+A C]

 D

y

= S / [ B + S  C ]

¦ 

 ABSORCIÓN   Absorción (%) = ( [ S  A ] / A ) * 100 § 

 Nota: Para que la densidad se exprese en unidades de grs/cm³, se multiplica su valor   por 1grs/cm³ que es la densidad del agua a 20°C. En el ensayo no se indica pero se asume esta operación. Ejemplo 5   .-DATOS

y

Y RESULTADOS 

 ATOS PARA EL AGREGA DO GRUESO

 D

 PARA LA MUESTRA # 1  Peso de Canastilla : 56,5 grs  Peso taza : 42,5 grs C = 586,5 grs 56,5 grs = 530,4 grs ¨ 

 B = 906,15 grs 42,5 grs = 863,65 grs ¨ 

 A = 898,9 grs 42,5 grs = 856,4 grs ¨ 

 D aparente

=A/[B C]

 D aparente

= 856,4 grs / [ 863,65 grs 530, 4 grs ]

 Daparente  D sss

¨ 

¨ 

= 2,5698 grs/cm³ 

=B/[B C] ¨ 

 D sss

= 863,65 grs / [ 863,65 grs 530,4 grs ]

 D sss

= 2.5916 grs/cm³ 

© 

 Dnominal 

=A/[A C]

 Dnominal 

= 856,4 grs/ [ 856,4 grs 530,3 grs ]

 Dnominal 

= 2,6270 grs/cm³ 

© 

© 

 Absorción = ( [ B A ] / A ) * 100 © 

 Absorción = ( [ 863,65 grs 856,4 grs ] / 856,4 grs ) * 100 © 

 Absorción = 0.84%  PARA LA MUESTRA # 2  Peso de Canastilla : 56,5 grs  Peso taza : 42,5 grs C = 668,0 grs 56,5 grs = 611,5 grs © 

 B = 1029,15 grs 42,5 grs = 986,65 grs © 

 A = 1023,8 grs 42,5 grs = 981,3 grs © 

 D aparente

=A/[B C]

 D aparente

= 981,65 grs / [ 986,65 grs

 Daparente

© 

© 

611,5 grs ]

= 2,6157 grs/cm³ 

 D sss

=B/[B C]

 D sss

= 986,65 grs / [ 986,65 grs 611,5 grs ]

 D sss

= 2.6300 grs/cm³ 

© 

© 

 Dnominal 

=A/[A C]

 Dnominal 

= 981,3 grs/ [ 981,3 grs 611,5 grs ]

 Dnominal 

= 2,6535 grs/cm³ 

© 

© 

 Absorción = ( [ B A ] / A ) * 100 © 

 Absorción = ( [ 986,65 grs 981,3 grs ] / 986,65 grs ) * 100 © 

 Absorción = 0.54%  PARA LA MUESTRA # 3  Peso de Canastilla : 56,5 grs  Peso taza : 42,5 grs C = 619,7 grs 56,5 grs = 563,2 grs  

 B = 954,9 grs 42,5 grs = 912,4 grs  

 A = 948,1 grs 42,5 grs = 905,6 grs  

 D aparente

=A/[B C]

 D aparente

= 905,6 grs / [ 912,4 grs 563,2 grs ]

 Daparente

 

 

= 2,5933 grs/cm³ 

 D sss

=B/[B C]

 D sss

= 912,4 grs / [ 912,4 grs 563,2 grs ]

 D sss

= 2.6128 grs/cm³ 

 

 

 Dnominal 

=A/[A C]

 Dnominal 

= 905,6 grs/ [ 905,6 grs 563,2 grs ]

 Dnominal 

= 2,6448 grs/cm³ 

 

 

 Absorción = ( [ B A ] / A ) * 100  

 Absorción = ( [ 912,4 grs 905,6 grs ] / 905,6 grs ) * 100  

 Absorción = 0.75% y

 ATOS PARA EL AGREGA DO FINO

 D

 MUESTRA # 1  Peso Picnómetro : 177, 3 grs  Peso taza : 82 grs  A = 581,95 grs 82 grs = 499,95 grs  

 B = 350 grs C = 821,8 grs S = 582 grs 82 grs = 500 grs  

 Daparente

= A / [ B + S  C ]

 Daparente

= 499,95 grs / [ 350 grs + 500 grs

 Daparente

= 17,7287 grs/cm³ 

 

 D sss

= S / [ B + S  C ]

 D sss

= 500 grs / [ 350 grs + 500 grs

 D sss

= 17,7305/cm³ 

 

821,8 grs ]

 

 

821,8 grs ]

 Dnominal 

=A/[B+A C]

 Dnominal 

= 499,95 grs / [ 350 grs + 499,95 grs

 Dnominal 

= 17,7602 grs/cm³ 

 

 

821,8 grs ]

 Absorción (%) = ( [ S  A ] / A ) * 100  

 Absorción (%) = ( [ 500 grs 499,95 grs ] / 499,95 grs ) * 100  

 Absorción (%) = 0.01%

 MUESTRA # 2  Peso Picnómetro : 143,6 grs  Peso taza : 61 grs  A = 560,92 grs 61 grs = 499,92 grs  

 B = 350 grs C = 965,5 grs 143,6 grs = 821,9 grs  

S = 500 grs  Daparente

= A / [ B + S  C ]

 Daparente

= 499,92 grs / [ 350 grs + 500 grs

 

 

821,9 grs ]

 Daparente

= 17,790 grs/cm³ 

 D sss

= S / [ B + S  C ]

 D sss

= 500 grs / [ 350 grs + 500 grs

 D sss

= 17,7935 grs /cm³ 

 

 

821,9 grs ]

 Dnominal 

=A/[B+A C]

 Dnominal 

= 499,92 grs / [ 350 grs + 499,92 grs

 Dnominal 

= 17,8415 grs /cm³ 

 

 

821,9 grs ]

 Absorción (%) = ( [ S  A ] / A ) * 100  

 Absorción (%) = ( [ 500 grs 499,92 grs ] / 499,92 grs ) * 100  

 Absorción (%) = 0.016% 6   .-CONCLUSIONES 

 La densidad del agregado se encuentra dentro del intervalo especificado en la revista  ASOCRETO, el cual determina que la roca madre se encuentra dentro de los límites de 2,48 y 2,8 grs /cm³. En nuestro laboratorio la densidad aparente promedio del  agregado grueso de las tres muestras tomadas es de 2,5929 grs/cm³. Esta densidad es importante porque la utilizaremos para nuestro diseño de la mezcla.  El resultado de laboratorio arrojó que la densidad del agregado fino es mayor que el  agregado grueso debido a que la relación entre masas de los dos agregados. El  agregado fino es proporcionalmente más grande el agregado grueso debido a tiene una mayor compactación y menos espacio de vacíos, lo cual hace que aumente su densidad.  La absorción que se presentó en el agregado grueso es buena, ya que nos indica que en el diseño de mezclas, el agregado aportará agua en una mínima dosis; debemos tener  en cuenta este porcentaje. Se observa en los resultados que ese mínimo aumento en  peso debido a la absorción del agregado fue de 0.84% para la muestra #1 y 0.54%  para la muestra #2. Puede ser que el agregado escogido en la muestra #2, las  partículas escogidas sean más pequeñas que las partículas de la muestra # 1 y por eso la diferencia entre el porcentaje de absorción.  La densidad promedio del agregado fino que nos resultó en el laboratorio esta entre 17,70 grs/cm³ y 17,84 grs/cm³. Esto indica que el grado de compactación es menor que en el agregado grueso, presentando un mejor acomodamiento en las partículas. La  saturación que se presentó en el agregado fino es muy mínima, esto se nota en el  aumento de peso se observó en el laboratorio; por eso sus densidad aparente es menor  que la densidad saturada y la densidad nominal. ebido a que la saturación de el agregado fino fue mínima, su absorción también. Por  esto los resultados de 0.01% y 0.016% en la absorción de las dos muestras estudiadas.

 D

 Puede que ser que el agregado no se halla dejado durante el tiempo suficiente para que la absorción se llevara hasta el máximo alcance.