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Laboratorio de HormigónTRANSCRIPT
DENSIDAD Y ABSORCION DE AGREGADOS FINOS Y
GRUESOS.Práctica N° 8
Betancourt L.1, Hernández K.1, Ramírez B.1, Sierra I.1, Viana C.1, Watts M.1
Barrios M.2
1. Estudiantes de V semestre de Ingeniería Civil de la Universidad de Cartagena.2. Docente del área de Hormigón.
Cartagena de Indias D. T. y C., Abril 27 de 2015
RESUMEN: En la anterior visita al laboratorio, fueron analizados los métodos por los cuales es posible determinar la densidad y la absorción de los agregados finos y gruesos; los cuales son fundamentales para el diseño de mezclas, puesto que dichas propiedades físicas y químicas permiten determinar que esta se encuentre adecuadamente distribuida y en óptimas condiciones.
Para llevar a cabo este análisis experimental fue necesario aplicar las normas NTC 237 y NTC 176; para lo cual se toma una muestra de agregado tanto fino como grueso, más adelante se procede a limpiar dichas muestras, se registran los valores según especifique la norma en cada caso. Posteriormente se someten las muestras a una temperatura de 100°C a 110°C, hasta que su peso sea constante, luego se enfría a temperatura estable y nuevamente se toman los valores estipulado en la norma según sea el caso. Cuando se tiene todos los valores requeridos por las normas, es posible determinar si las muestras cumplen con los requisitos válidos para las propiedades especificadas con anterioridad en un diseño de mezcla.
PALABRAS CLAVES: Agregados, propiedades, densidad, absorción, diseño de mezcla.
ABSTRACT: In our previous visit to the laboratory, were analyzed the methods by which it is possible to determine the density and absorption of fine and coarse aggregates; which are fundamental to the design of mixtures, since these physical and chemical properties can determine that this is properly distributed and in good condition.
To carry out this experimental analysis was necessary to apply the NTC 237 and NTC 176 standards; for which a sample of both fine and coarse aggregate is taken, later proceed to clean the samples, the values are recorded as specified by the standard in each case. The samples are subjected to a temperature of 100 ° C to 110 ° C, until constant weight, then cooled again at a stable temperature and the values specified in the standard as applicable are made. When you have all the values required by the rules, you can determine if samples meet the valid properties specified before in a mix design requirements.
KEY WORDS: Aggregates, properties, density, absorption, mix design.
1. INTRODUCCIÓN Cuando se requiere obtener un buen diseño de
mezcla para una obra, es esencial evaluar las
propiedades físicas y químicas que poseen los
agregados, en este caso es necesario
fundamentarse en las normas NTC 237 y NTC
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176, las cuales indican paso a paso la manera
en que se debe determinar la densidad y la
absorción de los agregados.
La densidad es una medida para determinar la
cantidad de masa contenida en un determinado
volumen; además es la característica
generalmente usada para calcular el volumen
ocupado por el agregado en mezclas de
concreto de cemento Portland, concreto
bituminoso, entre otras.
La absorción puede definirse como un proceso
físico-químico en el que una sustancia,
molécula, átomo o ion pasa de una fase a otra,
de modo que queda incorporada en el volumen
de la segunda fase. Los porcentajes de
absorción permiten calcular el cambio en la
masa de un agregado debido al agua absorbida
en los espacios porosos en el interior de las
partículas constituyentes, comparado con la
condición seca, cuando se considera que el
agregado ha estado en contacto con agua por
un período suficiente para poder satisfacer la
absorción potencial.
2. MARCO TEÓRICO
Densidad absoluta: La densidad absoluta se
define como la relación que existe entre el peso
de la masa del material y el volumen que ocupa
única y exclusivamente la masa sólida, ósea
que se excluyen los todos los poros, saturables
y no saturables. Ésta se halla mediante la
siguiente formula:
DAbsoluta=P
V m−V p
… (1)
Dónde:
P= masa seca de la muestra de agregado.
Vm: volumen de la muestra.
Vp: volumen de los poros saturables y no
saturables.
Densidad nominal: La densidad nominal se
define como la relación que existe entre el peso
de la masa del material y el volumen que
ocupan las partículas de ese material incluidos
los poros no saturables.se halla mediante la
siguiente formula:
DNominal=P
(V m−V ps)…(2)
Dónde:
P: masa seca de la muestra de agregado.
Vm: volumen de la muestra.
Vps: volumen de los poros saturables.
Densidad aparente: La densidad aparente
está definida como la relación que existe entre
el peso de la masa del material y el volumen
que ocupan las partículas de ese material
incluidos todos los poros saturables y no
saturables.se halla de la siguiente forma:
DAparente=PV m…(3)
Dónde:
P: peso seco de la muestra de agregado.
Vm: volumen de la muestra.
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Absorción: La absorción de los agregados se
obtiene generalmente después de haber
sometido al material a una saturación,
cuando ésta termina se procede a secar
superficialmente el material, y por diferencias
de masa se logra obtener el porcentaje de
absorción con relación a la masa seca del
material. Se calcula de la siguiente forma:
%Absorcion=PSSS−PP
∗100….(4)
Dónde:
%Absorción: es el porcentaje de agua retenida
P: peso seco de la muestra del agregado.
Psss: peso saturado superficialmente seco de la
muestra de agregado.
Masa unitaria: Está definida como la relación
existente entre el peso de una muestra de
agregado y el volumen que ocupa dicho
agregado en un recipiente de volumen
conocido. Se determina de esta manera:
PU=PV r…(5)
Dónde:
PU: masa unitaria
P: peso seco de la muestra de agregado.
Vr: volumen del agregado en un recipiente.
3. MATERIALES
Agregados finos y gruesos
Agua
Balanza digital
Horno
Martillo
Pañoleta
Picnómetro
Tronco de cono
4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Para realizar esta práctica se llevan a cabo dos
procedimientos, uno para el agregado fino
(NTC 237) y otro para el agregado grueso
(NTC 176).
Para el agregado grueso:
Se satura la muestra con agua.
El agua es retirada de la muestra y se
seca con una pañoleta.
Es pesada la muestra saturada
superficialmente seca.
Se coloca la balanza debajo del
depósito con agua y se introduce el
agregado dentro de este,
posteriormente se registra el valor
obtenido.
Se introduce la muestra en el horno.
Se saca la muestra del horno, se pesa
y nuevamente se registran los valores
obtenidos.
Para el agregado fino:
Se satura la muestra con agua.
Se retira el agua de la muestra y se
seca esparciendo la muestra sobre una
superficie lisa y se somete a calor
solar; pasado algún tiempo se vierte la
muestra en el tronco de cono y se
compacta con la varilla dando 25
golpes en forma uniforme; se retira el
molde y se le da un golpe al material o
arena compactada, y su se derrumba
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quiere decir que la muestra esta
superficialmente seca y saturada.
Se pesa el picnómetro vacío. Se
pesan 483.5 g. de agregado, ésta
muestra se introduce en el picnómetro
y posteriormente se vierte agua hasta
aforo y se procede a pesar.
Se agita el picnómetro con la muestra y
el agua, con el fin de liberar posibles
burbujas atrapadas en la muestra, se
vierte el contenido en un recipiente, se
deja reposar unos minutos y se separa
la muestra del agua.
La muestra es introducida en el horno,
a una temperatura de 100°C a 110°C.
Después de retirar la muestra del horno, se deja enfriar a una temperatura constante y se pesa.
5. ANÁLISIS DE RESULTADOS
En esta práctica fue factible determinar la
densidad y la absorción de los agregados
finos y gruesos. Para lograr una mayor
facilidad en el manejo de los datos,
realizamos el análisis de resultados de cada
agregado por separado.
Para el agregado grueso, se obtuvo los
datos tabulados a continuación:
Agregado GruesoEstado de la muestra Peso (g)
Muestra seca (M) 1956.7Muestra saturada
superficialmente seca (Ms)2000.5
Muestra sumergida en agua (Mi) 1231
Tabla 1: Masas para los diferentes estados del agregado grueso.
Con los datos de la tabla 1, se calculó la
densidad nominal, densidad aparente y el
porcentaje de absorción.
Utilizando la ecuación (2) se halla la densidad
nominal.
DNom=A
B−C=
PSPS−PHum
DNom=1956.7 g
1956.7 g−1231 g
¿2.69→2.69 g /cm3
Esta densidad indica la relación existente entre las masas de las partículas y el volumen que ocupa la masa sin incluir los poros saturables. Cabe resalta que dado que la densidad nominal es adimensional
se multiplica por 1g /cm3, con base a la
información obtenida de las referencias bibliográficas.
Para hallar la densidad aparente se utilizó la ecuación (3) arrojando el siguiente valor:
DAp=AB−C
=PS
PSSS−PHum
¿ 1956.7g2000.5g−1231g
=2.54→2.54 g /cm3
Esta densidad indica la relación entre la masa
de partículas y su volumen, incluyendo a los
poros saturables y no saturables que hay
dentro de las partículas. Se colocan unidades
por lo dicho anteriormente.
Ahora mediante la ecuación (4) hallamos el
porcentaje de absorción de la muestra:
Absorcion%=B−AA
x 100=PSSS−PSPS
x100=2000.5 g−1956.7 g1956.7g
x100=2.24%
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Este porcentaje indica que la capacidad de
absorción que cuantifica la influencia de la
porosidad dentro del agregado.
Para el agregado fino, se obtuvo los
siguientes resultados:
Agregado FinoPeso seco de la muestra 438.5 gPeso del Picnómetro 172.6 gPeso de la muestra satura superficialmente seca
493.8 g
Peso del Picnómetro más la muestra
666.6 g
Peso del Picnómetro más la muestra más el agua
1008.9 g
Volumen neto de la probeta 543.4 cm3
Volumen agua añadida a la muestra 342.5 g
Tabla 2: Masas de los diferentes materiales usando en el agregado fino.
Para hallar el Peso específico se utilizó la siguiente
ecuación:
Pe=PS
V−V A−(500−PS)= 438.5 g543.4 g−324.5 g−(500−438.5 g)
=2.78→2.78 g /cm3
Con la siguiente formula se calculó el Peso unitario
saturado y de superficie seca:
Pm=PS
V−V A
= 438.5 g543.4 g−342.5 g
=2.18→2.18g /cm3
Peso unitario satura y superficialmente seco:
PS=500V−V A
= 500543.4 g−342.5g
=2.48→2.48 g/cm3
Usando la ecuación (4) se calcula la capacidad de
absorción para los agregados finos.
Absorcion%=500−PSPS
x100=500−438.5 g438.5g
x 100=14.02%
Como se había hablado anteriormente este
porcentaje indica la capacidad de absorción, al
comparar este valor con el de los agregados grueso
observamos que hay un diferencia de 11.78%, esto
se debe principalmente porque los agregados finos
tienen la propiedad física de absorber más agua.
Para hallar la masa unitaria se usó la ecuación (5)
hallando el siguiente valor.
PU=438.5g
543.5cm3=0.8g /cm3
Este valor indica la conexión entre la masa del
material que cabe en el recipiente y el volumen de
este.
6. CONCLUSIONES
Según los resultados obtenidos del ensayo
La absorción en las arenas es muchísimo
mayor que en la grava ya que la absorción
en arena dio un resultado de 14.02%,
mientras que en la grava la absorción solo
es de 2.24%, esto debido a que las arenas
poseen mayor número de partículas, más
sueltas que pueden absorber mucha más
agua, que la grava que se compone de
partículas muy grandes, en comparación
con las arenas, y más compactadas.
Para las arenas el porcentaje de absorción
no debe ser mayor al 2% para ser utilizada
en las mezclas, en este caso el porcentaje
de absorción es de 14.02%, es decir que no
es un valor aceptable. En los finos el
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porcentaje de absorción normalmente está
determinado por la pureza del material es
decir, si el material tiene presencia de limos
o arcillas el porcentaje de absorción
aumenta.
7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 176:
Ingeniería Civil y Arquitectura. Método
de ensayo para determinar la densidad
y la absorción de los agregados
gruesos. (ASTM C 127)
NORMA TECNICA COLOMBIANA 237:
Ingeniería Civil y Arquitectura. Método
de ensayo para determinar la densidad
y la absorción de los agregados finos.
(ASTN C 128)
NORMA TECNICA COLOMBIANA
1776: Ingeniería Civil y Arquitectura.
Método para determinar la humedad
total de los agregados por secado.
(ASTM C 566)
NORMA TECNICA COLOMBIANA 129:
Ingeniería Civil y Arquitectura. Practica
para la toma de muestras de
agregados (ASTN D75)
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