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

PRACTICA N° 8. DENSIDAD Y ABSORCION DE AGREGADOS FINOS Y GRUESOS.

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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PRACTICA N° 8. DENSIDAD Y ABSORCION DE AGREGADOS FINOS Y GRUESOS.

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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