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DENSIDAD, ABSORCIÓN, MASA UNITARIA Y VACÍOS ENTRE PARTÍCULAS DE AGREGADOS

RESUMEN El objetivo de la práctica realizada es obtener los valores de la densidad, absorción y masas unitarias de agregados finos y gruesos teniendo en cuenta la NTC 176, 237 y 92 esta caracterización de los agregados junto con la granulometría hecha previamente es necesaria para poder realizar un diseño adecuado del concreto. PALABRAS CLAVE: densidad, absorción, masa unitaria.

ABSTRACT The objective of the realized practice is to obtain the values of density, absorption and unitary masses for fine and coarse aggregates based on the NTC 176,273 and 92 this characterization of the aggregates together with the grading done previously is needed to be able to realize an adequate concrete design.

KEY WORDS: density, absorption, unitary mass. 1.

INTRODUCCIÒN

Se realiza una descripción analítica de las medidas realizadas y de su proceso de obtención y un análisis de los datos tomados durante la práctica para calcular los valores de densidad, porcentaje de absorción y masas unitarias de una muestra de agregados finos y gruesos que serán usados durante el cálculo de las proporciones de mezcla de un concreto y en la corrección de la cantidad de agua de la dosificación.

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MARCO TEÓRICO

La NTC 176 y 237 da las pautas para realizar la caracterización de la densidad y el porcentaje de absorción para para los agregados gruesos y finos respectivamente. Dado que el valor de la porosidad en el agregado cambia el valor del volumen la densidad se puede dar en 3 formas dependiendo de la manera en que se realice la medición de la masa: Densidad aparente: la masa incluyendo los poros saturables y no saturables de un volumen dado de agregado dividido entre un volumen igual de agua.

Densidad nominal: la masa sin incluir los poros saturables de un volumen dado de agregado dividido entre un volumen igual de agua. Es decir la densidad de la muestra seca al horno. Densidad sss ( saturada superficialmente seca): la masa incluyendo el agua en los poros saturados de un volumen dado de agregado seco sumergido 24 h y luego secado superficialmente dividido entre un volumen igual de agua. Como se sabe, el contenido de agua de la mezcla influye en la resistencia y otras propiedades del concreto. En consecuencia, es necesario controlar la dosificación de agua. Si los agregados están saturados y superficialmente secos no pueden absorber ni ceder agua durante el proceso de mezcla. Sin embargo, un agregado mojado superficialmente húmedo, origina un exceso de agua en el concreto. En estos casos es necesario reajustar el contenido de agua, sea agregando o restando un porcentaje adicional a la dosificación de agua especificada, a fin de que el contenido de agua resulte el correcto. [1] Un agregado de baja densidad es poroso, tiene alta absorción y capacidad de resistencia débil mientras un agregado de alta densidad produce concretos más resistentes a la compresión. Tabla 1 clasificación según gravedad específica

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Pisón Varilla 5/8” Molde para masas unitarias

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PROCEDIMIENTO

4.1 Densidades y absorción 4.1.1Agregados gruesos

La absorción es el incremento en la masa de la muestra agregado seco, saturado en agua por 24 horas y secado superficialmente .Según Quiroz y Salamanca, 2006 se puede considerar que un agregado grueso es de buena calidad si presenta una absorción menor a 3% y en el caso de los agregados finos menor a 5%.[2] Peso unitario del agregado: definido por la NTC 92 El peso unitario se utiliza en la estimación de las cantidades de materiales y en cálculos de dosificación de mezcla. Se define como la relación entre la masa de una muestra de agregado y el volumen que ocupa sus partículas agrupadas dentro de un recipiente de volumen conocido, dicho en otras palabras el volumen incluye tanto a la parte solida de los agregados como los espacios vacíos que se forman entre las partículas. Peso Unitario Suelto: Es aquel en el que se establece la relación peso/volumen dejando caer libremente desde cierta altura el agregado (5cm aproximadamente), en un recipiente de volumen conocido y estable. Permite convertir pesos en volúmenes y viceversa cuando se trabaja con agregados. [3] Peso Unitario compactado: se realiza compactación en cada capa de la muestra. Permite calcular el porcentaje de vacíos presentes en el agregado.

3. 1. 2. 3. 4.

EQUIPO Balanza Picnómetro Molde de Abraham Balde con agua y canastilla para sumergir.

El tamaño de la muestra de agregado grueso es 5 [Kg] 1.

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1.

2. 3.

4.

Realizar el secado en el horno a una temperatura aproximada de 110°c, una vez seco sumergir la muestra en agua durante 24 horas de forma que alcance un estado de saturación máxima. Secar las partículas de muestra con un paño para eliminar la humedad superficial. Se realiza la medición de la masa en una balanza (eliminando previamente de la medida el peso del recipiente que contiene la muestra) se coloca la muestra en el interior de la canastilla metálica y se determina su masa sumergida en el agua. Se mide su volumen utilizando el principio de Arquímedes. Realizar el secado en el horno a una temperatura aproximada de 110°c y medir nuevamente su masa. 4.1.2 Agregados finos Realizar el secado en el horno a una temperatura aproximada de 110°c, una vez seco sumergir la muestra en agua durante 24 horas de forma que alcance un estado de saturación máxima. Se elimina el exceso de agua teniendo cuidado de no perder material. Se coloca la muestra en un molde cónico y se consolida con 25 golpes de pisón en 3 capas. Si existe humedad libre el cono mantendrá su forma, se realizan pruebas hasta que el cono se derrumbe al quitar el molde, esto indica que el agregado ha alcanzado la condición saturado superficialmente seco sss. Se mide la masa del picnómetro.

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1. 2.

3. 4.

Se llena parcialmente el picnómetro y se agrega una masa de 500 g de la muestra de agregado sss obtenida, se agrega agua hasta llegar aproximadamente a un 90% de llenado del picnómetro. Se mide la masa del picnómetro con la mezcla realizada de la muestra y el agua. Extraer la muestra del picnómetro, realizar el secado en el horno a una temperatura aproximada de 110°c y medir nuevamente su masa. 4.2 Pesos unitarios Se mide la masa del molde y la masa del molde con agua para calcular el volumen Se coloca la muestra en un molde cónico y se consolida con 25 golpes en 3 capas. Se usa el pisón para agregados finos y la varilla para agregados gruesos.se debe tener cuidado de no penetrar la capa anterior cuando se golpeen las capas. Se nivela la superficie del molde Medir la masa de la muestra realizada con compactación y suelta.

𝐷 = 2.598 (𝐴 − 𝐶 + 𝐷) 1000 𝑘𝑔 ) 𝑚3

ρ= 2.598 ∗ (





Gravedad especifica aparente: 𝐷 = 2.53 𝐴+𝐵−𝐶 ρ=2530 kg/m^3 Gravedad especifica aparente S.S.S (E): 𝐵 = 2.556 𝐴+𝐵−𝐶 ρ=2556 kg/m^3

-

Peso unitario

Calibrador del medidor P1: peso del medidor + vidrio……... 3.043 kg P2: peso del medidor + vidrio + agua 5.819kg 

5.

= 2598 kg/m^3

Volumen: (𝑃2−𝑃1)

ANÁLISIS DE DATOS

1000

= 2.776 dm3

agregados finos

Datos Pm: peso del medidor vacío…. 2555 gramos

- gravedades especificas Datos

Pc: peso del medidor + material S.S.S, compactado…………………. 6890 gramos

A: peso del frasco + agua hasta la marca, en el aire……………………… 653.4 gramos

Ps: peso del medidor + material S.S.S, suelto………………………. 6147 gramos

-

B: peso de la muestra en condición S.S.S en el aire……………………… 500 gramos C: peso de la muestra, frasco y agua agregada hasta la marca, en el aire…... 957.8 gramos D: peso de la muestra secada al horno……………………… 494.9 gramos



Peso unitario del agregado S.S.S compactado (F): (𝑃𝑐−𝑃𝑚) 𝐾𝑔⁄ 3 = 1562 𝑚 𝑉



Peso unitario del agregado S.S.S suelto: (𝑃𝑠−𝑃𝑚) 𝐾𝑔⁄ 3 = 1294 𝑚 𝑉



% de absorción: (𝐵 − 𝐷) ∗ 100 = 1.03% 𝐷



% de vacío:

Cálculos 

Gravedad especifica real:

(𝐸 ∗ 1000 − 𝐹) = 38.89% 𝐸 ∗ 10  AGREGADOS GRUESOS - Gravedades especificas Datos A: peso de la muestra en condición S.S.S, en el aire………………………. 5000 gramos Ps: peso de la canasta, sumergida en agua……………………………… 1798 gramos



(𝑃2−𝑃1) 1000

C: peso de la muestra secada en el horno. ……………………………. 4967.9 gramos





Gravedad especifica real: 𝐶 = 2.71 (𝐶 − 𝐵) ρ=2710 kg/m^3

Gravedad especifica aparente: 𝐶 = 2.67 (𝐴 − 𝐵) ρ=2.67 kg/m^3



Gravedad especifica aparente S.S.S (D): 𝐴 = 2.68 (𝐴 − 𝐵) ρ=2.68 kg/m^3 Peso unitario Calibrador del medidor P1: peso del medidor + vidrio……... 3.043 kg P2: peso del medidor + vidrio + agua 5.819kg

= 2.776 dm3

Datos Pm: peso del medidor vacío…. 2555 gramos Pc: peso del medidor + material S.S.S, compactado…………………. 7127 gramos Ps: peso del medidor + material S.S.S, suelto………………………. 6681 gramos 

Peso unitario del agregado S.S.S compactado (E): (𝑃𝑐−𝑃𝑚) 𝐾𝑔⁄ 3 = 1647 𝑚 𝑉



Peso unitario del agregado S.S.S suelto: (𝑃𝑠−𝑃𝑚) 𝐾𝑔⁄ 3 = 1486 𝑚 𝑉 % de absorción: (𝐴 − 𝐶) ∗ 100 = 0.65% 𝐶

Pb: peso de la canasta + muestra S.S.S, sumergida en agua…………. 4935 gramos B: peso de la muestra en agua = Pb – Ps ……………………………… 3137 gramos

Volumen:





% de vacío: (𝐷 ∗ 1000 − 𝐸) = 38.54 % 𝐷 ∗ 10

6. CONCLUSIONES Los valores de las gravedades específicas están entre 2.5 y 2.75 es decir un agregado normal y de densidad apta para el diseño de concreto. El porcentaje de absorción también es bueno, resultando un valor de 1.03% en finos y 0.65% en gruesos Para un agregado de peso específico dado, una densidad aparente mayor como es en el caso de los agregados gruesos y finos, significa que hay pocos huecos. Estos poros o huecos permiten caracterizar ciertas propiedades como son la permeabilidad y porosidad y es

importante conocerles porque afectaran la cantidad de la pasta de cemento y agua que llena los poros.

7. BIBLIOGRAFÍA [1]https://civilgeeks.com/2011/12/08/car acterizas-fisicas-de-los-agregados/ [2]Caracterización mineralógica y física de los agregados de la cantera Rodeb y Acopios, aplicada a concretos y filtros. [3]https://www.academia.edu/4010256/E STUDIO_TECNOLOGICO_DE_LOS_ AGREGADOS Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC). (2001). Norma Técnica Colombiana (NTC 112). Bogotá D.C. Segunda actualización.