informe #4

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZOFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME #41) TEMA:

Determinación de la densidad y el porcentaje de absorción de agua en agregados fino y grueso.

2) OBJETIVOS:

Determinar en el árido grueso: la densidad relativa (SH), (SSS), aparente y porcentaje de absorción.

Determinar en el árido fino: la densidad relativa (SH), (SSS), aparente (sss) y porcentaje de absorción.

3) FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

Absorción. Incremento de la masa del árido debido a la penetración de agua en los poros de las partículas durante un determinado período de tiempo, sin incluir el agua adherida a la superficie externa de las partículas, se expresa como un porcentaje de la masa seca. Densidad. Masa por unidad de volumen de un material, expresada en kilogramos por metro cúbico.

Densidad (SH). Masa de las partículas del árido, seco al horno, por unidad de volumen, incluyendo el volumen de los poros permeables e impermeables, sin incluir los vacíos entre partículas.

Densidad (SSS). Masa de las partículas del árido, saturado superficialmente seco, por unidad de volumen, incluyendo el volumen de poros impermeables y poros permeables llenos de agua, sin incluir los vacíos.

Densidad aparente. Masa por unidad de volumen, de la porción impermeable de las partículas del árido.

Seco al horno (SH), relacionado a las partículas del árido. Condición en la cual los áridos han sido secados por calentamiento en un horno a 110 ºC ± 5 ºC por el tiempo necesario para conseguir una masa constante.

Densidad relativa (gravedad específica). Relación entre la densidad de un material y la densidad del agua destilada a una temperatura determinada; los valores son adimensionales.

Densidad relativa (gravedad específica) (SH). Relación entre la densidad (SH) de los áridos y la densidad del agua destilada a una temperatura determinada.

Densidad relativa (gravedad específica) (SSS). Relación entre la densidad (SSS) de los áridos y la densidad del agua destilada una temperatura determinada.

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD Y EL PORCENTAJE DE ABSORCIÓN EN AGREGADOS FINO Y GRUESO

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Densidad relativa aparente (gravedad específica aparente). Relación entre la densidad aparente del árido y la densidad del agua destilada a una temperatura determinada.

Saturado superficialmente seco (SSS), relacionado a las partículas del árido. Condición en la cual los poros permeables de las partículas del árido se llenan con agua al sumergirlos por un determinado período de tiempo, pero sin agua libre en la superficie de las partículas.

FORMULAS (AGREGADO FINO)

FORMULAS (AGREGADO GRUESO)


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4) EQUIPO Y/O MATERIALES Balanza con capacidad de 5kg o más. Canastilla de alambre Recipiente para almacenar agua Horno capaz de mantener temperatura constante Bandeja de diferente aforo Balanza con capacidad de 2610g (sensibilidad 0.10g) Picnómetro de 500 cm^3 de capacidad Molde cónico metálico Varilla de compactación Pipeta Tamiz #4 Agregados

5) ESQUEMA

Imagen N°1 MATERIALES Y EQUIPO EMPLEADOS

Elaboró: Alvaro Pazmiño

6) PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

6.1) Preparación de la muestra para el ensayo

La preparación de la muestra nos permite determinar tanto la densidad como la capacidad de absorción.

Obtener una porción de agregado grueso por cualquiera de los métodos establecidos, sean estos por cuarteo manual o utilizando cuarteadora. Todo material que pase por el tamiz #4 (4,75mm) debe eliminarse.


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6.2) Procedimiento de ensayo-densidad (Agregado grueso)

Sumergir en agua al árido grueso empleando un recipiente lo suficientemente adecuado para el efecto, durante un periodo de 24h.

Retirar la muestra del agua y secarla con una franela hasta eliminar la capa visible de agua, obteniendo así su estado de superficie saturado seco (SSS). Se tendrá especial cuidado de evitar la evaporación del agua contenida en los poros del agregado.

Determinar el peso del recipiente que contendrá al agregado en estado SSS. Depositar el agregado en estado SSS en el recipiente anteriormente

mencionado y registrar el peso de la muestra en estado SSS. Pesar la canastilla sumergida en agua. Colocar inmediatamente el agregado en SSS dentro de la canastilla de alambre

para registrar el peso sumergido en agua. No olvidar que se deben eliminar las burbujas de aire atrapado en la canastilla con movimientos lentos.

Calculamos la masa del agregado grueso en SSS, masa del agregado grueso en agua, volumen desalojado y posteriormente la densidad del árido.

6.2) Procedimiento de ensayo-densidad (Agregado fino)

Llenar parcialmente el picnómetro con agua e Introducir en el picnómetro 500 g ± 10 g de árido fino saturado superficialmente seco y llenar con agua adicional hasta aproximadamente el 90% de su capacidad.

Agitar el picnómetro manualmente: rodar, invertir y agitar el picnómetro (o utilizar una combinación de estas tres acciones) para eliminar las burbujas visibles de aire.

Luego de eliminar todas las burbujas de aire, ajustar la temperatura del picnómetro y su contenido a 23,0 °C ± 2,0 °C, si es necesario mediante inmersión parcial en agua circulante; y llevar el nivel de agua en el picnómetro hasta la marca de calibración.

Determinar la masa total del picnómetro, muestra y agua. Retirar el árido fino del picnómetro, secarlo en el horno a una temperatura de

110 °C ± 5 °C, hasta conseguir una masa constante y enfriarlo a temperatura ambiente por 1 h ± ½ h, determinar su masa.

Determinar la masa del picnómetro lleno hasta la marca de calibración, con agua a 23,0 °C ±2,0 °C.

6.3) Procedimiento de ensayo-absorción (Agregado fino y grueso)

Determinar la masa del recipiente donde se depositará la muestra. Tomar una porción de muestra en estado SSS de la canastilla del ensayo

anterior y depositarla en el recipiente de masa conocida, registrar la masa del conjunto.

Introducir el recipiente que contiene el agregado grueso al horno y someterlo a temperatura constante durante 24h.

Retirar la muestra del horno y registrar nuevamente la masa del conjunto recipiente y muestra.


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Calcular masa del árido en SSS, masa del árido seco, masa del agua contenida en el árido y finalmente determinamos la capacidad de absorción.

7) TABULACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS

7.1) PESO ESPECÍFICO

4954495655.4

3117.7

A Masa de la muestra seca al horno (g) 3904B Masa en aire de la muestra saturada superficialmente seca (g) 4000C Masa aparente en agua de la muestra saturada (g) 2462.3

1537.72.542.602.71

Masa del recipiente (g)Masa del recipiente + arido en SSS (g)

Masa de la canastilla sumergida en agua (g)

DENSIDAD AGREGADO GRUESO

Volumen desalojado (cm3)

Masa canastilla + arido sumergido (g)

Densidad relativa (gravedad especifica) (SH) (g/cm3)Densidad relativa (gravedad especifica) (SSS) (g/cm3)

Densidad relativa aparente (gravedad especifica aparente) (SSS) (g/cm3)

DATOS

RESULTADOS

387887

1205.6

A Masa de la muestra seca al horno (g) 476.25B Masa del Picnometro lleno con agua (g) 1205.6C Masa picnometro + arido en SSS + agua (g) 1509.3S Masa en SSS (g) 500

2.432.552.76196.3

Masa picnometro calibrado (g)

Masa picnometro vacio (g)Masa picnometro + arido en SSS (g)

DENSIDAD AGREGADO FINO

Densidad relativa (gravedad especifica) (SH) (g/cm3)Densidad relativa (gravedad especifica) (SSS) (g/cm3)

Densidad relativa aparente (gravedad especifica aparente) (SSS) (g/cm3)Volumen desalojado (cm3)

DATOS

RESULTADOS

7.2) CAPACIDAD DE ABSORCIÓN


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49524952447

B Masa en aire de la muestra saturada superficialmente seca (g) 2000A Masa en aire de la muestra seca al horno (g) 1952

482.46

ABSORCION AGREGADO GRUESO

DATOS

RESULTADOS

Porcentaje de absorcion (%)Masa de agua contenida en el arido (g)


Masa del recipiente + arido seco al horno (g)

245645626

B Masa en aire de la muestra saturada superficialmente seca (g) 400A Masa en aire de la muestra seca al horno (g) 381

194.99

ABSORCION AGREGADO FINO

DATOS

RESULTADOSMasa de agua contenida en el arido (g)

Porcentaje de absorcion (%)


Masa del recipiente + arido seco en el horno (g)

8) CUESTIONARIO

8.1) ¿Por qué, si el volumen es una suma de masas en gramos (g) está dada en cm3?

8.2) ¿Cuál es la diferencia entre en % de humedad y el % de absorción?

El % de humedad es la cantidad de agua contenida en una masa de áridos y el % de absorción es la capacidad de un árido de absorber agua o el incremento de la masa del árido debido a la penetración de agua en los poros de las partículas durante un determinado período de tiempo.

8.3) Enumere 4 estados en que se encuentran los agregados

Totalmente seco, seco al aire o parcialmente seco, saturado superficialmente seco, totalmente húmedo.

8.4) ¿Una diferencia entre agregado grueso y agregado fino?

El agregado fino posee mayor capacidad de absorción que el agregado grueso.

8.5) Deducir la fórmula del volumen desalojado.


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En la figura se muestra un líquido de densidad D y sumergido en él un cuerpo cilíndrico de altura H y Área A en su parte superior e inferior. En la superficie superior la presión es P1 = Dgh1, donde h1 es la profundidad a la que se encuentra dicha superficie. Igualmente, en la superficie inferior es P2 = Dgh2. Arriba la fuerza producida por la presión actúa hacia abajo y la de abajo actúa hacia arriba, siendo mayor esta última dado que h2 > h1.

Los valores de estas dos fuerzas deben ser F1 = P1A y F2 = P2A, respectivamente, con lo cual la fuerza total resultante a la presión que aplica el fluido, ya que las fuerzas laterales se anulan, es:

F = F2 – F1

Entonces,

F = F2 – F1

Es decir,

F = P2A - P1A

Factorizando por A:

F = (P2 – P1) A

O bien,

F = (Dgh2 – Dgh1) A;

Lo que se puede escribir como:

F = Dg (h2 – h1) A = DgHA;

(Ver que H = h2 - h1)

Pero como el volumen del cilindro, y también el del líquido desalojado, es V = HA, encontramos que la fuerza que actúa hacia arriba y corresponde al empuje E es:

E = DgV

Como el Empuje corresponde aDETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD Y EL PORCENTAJE DE ABSORCIÓN EN AGREGADOS FINO Y

GRUESO

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E = mg,

Tenemos que:

mg = DgV

Simplificamos g (gravedad)

Y tendremos que la masa del líquido desalojado es,

m = DV,

De esta forma el “Volumen Desalojado” será:

V = m/D

Donde,

V = Volumen desalojado

m = masa del líquido desalojado

D = Densidad del líquido

9) CONCLUSIONES

La capacidad de absorción del agregado fino es mayor a la del agregado grueso siendo 4.99 g/cm3 y 2.46 g/cm3 respectivamente.

Es muy importante conocer el % de absorción de los agregados para determinar la cantidad de agua a ser agregada en un diseño de mezcla de hormigón.

Los valores de absorción y densidad relativa (gravedad específica) (SSS) pueden ser significativamente más altos en áridos que no se los ha secado en el horno antes de la inmersión, con respecto de los áridos secados antes de la inmersión.

10) RECOMENDACIONES

Estudiar la norma antes de llevar acabo la práctica. Tener cuidado con lo materiales frágiles del laboratorio Anotar correctamente los datos para evitar errores en os cálculos.

11) BIBLIOGRAFÍA NTE INEN 856 NTE INEN 857


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informe #4

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