ASTM C29 – NTP 400.023
La determinación del Peso Unitario es realizada frecuentemente para determinar los valores del peso específico que se requiere para seleccionar el proporcionamiento de las mezclas de concreto. En el presente informe se detalla todo el fundamento teórico relacionado al ensayo, así como también se muestra el proceso de determinación del Peso Unitario Suelto, El peso Unitario y compactado de los agregados finos y grueso definido como la relación entre el peso de una muestra de agregado compuesta de varias partículas y el volumen que ocupan dentro de un recipiente de volumen conocido, además se determinara el porcentaje de vacíos dentro de nuestros agregados. En este ensayo nos basaremos en las normas NTP 400.016, ASTM C29, MTC E203, los cuales nos dan los lineamientos para el buen procedimiento y obtención de resultados, asimismo nos permiten conocer la desviación permitida de acuerdo a las muestras tomadas. La gran importancia de este ensayo recae en el proceso de diseño de mezcla, y la obtención de una dosificación óptima.
1.1.
1.2.
Objetivo General Determinar el peso unitario suelto o compactado de los agregados
Objetivos Específicos
Determinar el porcentaje de vacíos en el agregado fino y grueso
Contrastar los resultados obtenidos con las normas nacionales e internacionales.
2.1.
DENSIDAD
La densidad del suelo es definida como la relación entre la masa y el volumen, que se expresa:
La densidad puede variar para un mismo suelo, dependiendo de la cantidad relativa de agua que contenga el suelo. 2.2.
PESO UNITARIO
El peso unitario es el peso de la unidad de volumen de material a granel en las condiciones de compactación y humedad en que se e fectúa el ensayo, expresada en kg/m3. Aunque puede realizarse el ensayo sobre agregado fino y agregado grueso. 2.3.
PESO UNITARIO SUELTO
El peso unitario suelto, es aquel determinado al colocar el material seco suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y a continuación se anivela a ras un carilla. Este valor es muy importante cuando se trata de manejo, transporte y almacenamiento de los agregados los cuales se realizan cuando el material se encuentra en estado suelto.
2.4.
PESO UNITARIO COMPACTADO
El Peso Unitario Compactado es aquel que ha sido sometido a un proceso de compactación lo cual genera el incremento de acomodación de las partículas del agregado al mismo tiempo su peso unitario. 2.5.
PORCENTAJE DE VACIOS
Es una propiedad física de los materiales lo cual determina la cantidad de volumen que ocupan los poros del material entre el volumen total del sólido. Esta característica nos indica la cantidad de aire que existe o también la cantidad de agua que pueda existir. 3. MATERIALES
3.1.
BALANZA: Con exactitud de 0.1% con respecto peso del material usado.
3.2.
RECIPIENTE METALICO: Cilindrico, a prueba de agua, con el fondo y borde superior pulido.
3.3.
TERMOMETRO: para medir la temperatura del agua
3.4.
PLANCHA DE VIDRIO
3.5.
VARILLA COMPACTADORA: De acero, cilíndrica con una longitud aproximada de 600 mm.
3.6.
PALA DE MANO: O cucharon de capacidad para llenar el recipiente con agregado.
4. MUESTRA: Obtener la muestra de acuerdo con la norma ASTM D75. La muestra del ensayo debe ser aproximadamente 125 a 200% de la cantidad requerida para llenar el recipiente de medida y ser manipulada evitando la segregación. 5. PROCEDIMIENTO
5.1.
Llenar le recipiente con agua a temperatura ambiente y cubrir con la placa de vidrio para eliminar burbujas y exceso de agua.
5.2.
Determinar el peso del agua en el recipiente
5.3.
Medir la temperatura del agua y determinar la densidad, interpolando si fuese
el caso.
5.4.
Pesar el molde de metal. Calcular el volumen del recipiente de medida.
5.5. Determinación de peso unitario compactado; llenar la tercera parte del recipiente con el agregado, apisonar la capa de agregado con 25 g olpes de la varilla distribuidos uniformemente utilizando el extremo de la varilla. Llenar las 2/3 partes del recipiente volviendo a emparejar con 25 golpes. Finalmente llenar el recipiente hasta colmarlo y apisonar otra vez. Evitando que la varilla llegue a la capa inferior.
5.6.
Luego pesar el recipiente con el agregado, repetir este proceso 3 veces hasta sacar un promedio. Se hace lo mismo con el agregado fino y con el grueso.
5.7.
Determinación de peso unitario suelto, llenar el molde con el agregado hasta llegar al raz, luego pesar, y asi tres veces consecutivas.
6. CALCULOS
6.1. DATOS DE ENSAYO AGREGADO FINO SUELTO
DESCRIPCION
UNIDAD
1
2
3
PROMEDIO
1
PESO DEL MOLDE + AGREGADO FINO
gr.
29199.9
29205.8
29203.1
29202.9
2
PESO DEL MOLDE
gr.
5598.7
5598.7
5598.7
5598.7
3
PESO DE AGREGADO FINO
gr.
23601.2
23607.1
23604.4
23604.2
UNIDAD
1
2
3
PROMEDIO
VARILLADO
DESCRIPCION 1
PESO DEL MOLDE + AGREGADO FINO
gr.
30017.3
30148.7
30305.1
30157.0
2
PESO DEL MOLDE
gr.
5598.7
5598.7
5598.7
5598.7
3
PESO DE AGREGADO FINO
gr.
24418.6
24550
24706.4
24558.3
UNIDAD
1
2
3
PROMEDIO
AGREGADO GRUESO SUELTO
DESCRIPCION 1
PESO DEL MOLDE + AGREGADO GRUESO
gr.
25870.2
26104.5
25904.3
25959.7
2
PESO DEL MOLDE
gr.
5598.7
5598.7
5598.7
5598.7
3
PESO DE AGREGADO GRUESO
gr.
20271.5
20505.8
20305.6
20361.0
UNIDAD
1
2
3
PROMEDIO
VARILLADO
DESCRIPCION 1
PESO DEL MOLDE + AGREGADO GRUESO
gr.
27454.9
27268.3
27361.5
27361.6
2
PESO DEL MOLDE
gr.
5598.7
5598.7
5598.7
5598.7
3
PESO DE AGREGADO GRUESO
gr.
21856.2
21669.6
21762.8
21762.9
6.1.1.
PARA OBTENER LA DENSIDAD AGUA:
TEMPERATURA DENSIDAD DEL (°C) AGUA (kg/m3) 15.6 999.01 17 18.3
Y 998.54
RELACION ENTRE TEMPERATURA Y DENSIDAD 999.20
) 3 m999.00 / g k 998.80 ( D A998.60 D I S N998.40 E D
998.20 15.6
18.3
TEMPERATURA (°C)
x=17 1=15.6 2=18.3 1=999.01 2=998.54 −1 )2−1] =1+ [(2−1 17−15.6 )998.54−999.01] =999.01+ [(18.3−15.6 ∴ = 998.766 ⁄
ES LA DENSIDAD DEL AGUA A 17° DE TEMPERATURA
UNIDAD
PESO
PESO DEL MOLDE + AGUA + VIDRIO
gr
23433.1
PESO DEL MOLDE
gr
5589.7
PESO DEL VIDRIO
gr
3791.5
PESO DEL AGUA
gr
14051.9
DESCRIPCION
Según formula:
=
∴ = . . = 0.014069
= . = / = Volumen del molde
FORMULA DEL PESO UNITARIO
= − M
PESO UNITARIO DEL AGREGADO
G
PESO DEL MOLDE DE MEDIDA + AGREGADO
kg
T
PESO DEL MOLDE
kg
V
VOLUMEN DEL RECIPIENTE
m3
PESO UNITARIO AGREGADO FINO SUELTO
= 29.2029−5.5987 0.014069
kg/m3
= 1678.81 ⁄
PESO UNITARIO AGREGADO FINO VARILLADO
= 30.157−5.5987 0.014069 = 1746.678 ⁄
PESO UNITARIO AGREGADO GRUESO SUELTO
= 25.9597−5.5987 0.014069 = 1447.224 ⁄
PESO UNITARIO AGREGADO GRUESO VARILLADO
= 27.3616−5.5987 0.014069 = 1546.869 ⁄ PESO UNITARIO EN CONDICION SATURADO POR SUPERFICIE SECA: PORCENTAJES DE VACIOS EN LOS AGREGADOS:
− % = A
PESO ESPECIFICO APARENTE
g/cm3
B
PESO UNITARIO EN LOS AGREGADOS
g/cm3
W
DENSIDAD DEL AGUA
g/cm3
El peso específico aparente en el agregado fino es 2.580 g/ cm3 El peso específico aparente en el agregado grueso es 2.6225 g/cm3
AGREGADO FINO: SUELTO
− 100 % = 0.998766 −1.6788 100 % = 2.5802.580 0.998766 %=34.8% VARILLADO
− 100 % = 0.998766 −1.7467 100 % = 2.5802.580 0.998766 %=32.2% AGREGADO GRUESO SUELTO
− 100 % = 0.998766 −1.4472 100 % = 2.62252.6225 0.998766 %=44.7% VARILLADO
− 100 % = 0.998766 −1.5469 100 % = 2.62252.6225 0.998766 %=40.9% 7. RESULTADOS
Peso Unitario Suelto del Agregado Fino
:
1678.81 kg/m3
Peso Unitario Compactado del Agregado Fino
:
1746.67 kg/m3
Peso Unitario Suelto del Agregado Grueso
:
1447.22 kg/m 3
Peso Unitario Compactado del Agregado Grueso
:
1546.86 kg/m 3
Porcentaje de Vacío del agregado fino en estado suelto
:
34.8 %
Porcentaje de Vacío del agregado fino en estado compacto
:
32.2 %
Porcentaje de Vacío del agregado fino en estado suelto
:
44.7 %
Porcentaje de Vacío del agregado fino en estado suelto
:
40.9 %
8. CONCLUSIONES El peso unitario no hace referencia a la calidad de los agregados, sim embargo el peso unitario puede variar de acuerdo al e stado de humedad de los agregados. La compactación posibilita la mayor acomodación de las partículas, lo cual produce un mayor peso unitario comparado al realizado en estado suelto, es
por ello se debe realizar los procedimientos dados correctamente no superando los golpes de compactación ya que esto producirá un aumento significativo del peso unitario. Finalmente, se debe cumplir con todos los requerimientos que exige la norma vigente para obtener buenos resultados, y realizar diseños efectivos que cumplan con los requerimientos solicitados.