GRAVEDAD ESPECÍFICA Y HUMEDAD – ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS Generalidades: Referir Refe rirno noss tant tanto o a la grave graveda dad d espe especí cífic fica a co como mo a la humed humedad ad-absorc absorción ión que poseen poseen los agrega agregados dos,, nos involu involucra cra determi determinar nar cierto ciertoss parámetros necesarios, a los que se se puede dar analogía con el tratamiento tratamiento de los suelos , real realiz izad adas as las las prueb pruebas as de labo labora rato tori rio o a ca cada da pedre pedrera ra y arenera arenera,, se analiza analizaran ran los resultad resultados os para determin determinar ar la calida calidad d de las mismas sobre la base del cumplimiento o no de las Normas ASTM, aplicando la estadística para determinar el comportamiento de los resultados en el tiempo, para lo cual se presentan las conclusiones y recomendaciones para cada fuente de explotación.
Para el caso del concreto, concreto, en específico específico de los agregados agregados (uno de los componentes esenciales), la determinación de su gravedad específica y humedad-absorción es de vital interés para un óptimo diseño de mezcla, dependiendo de que manera se trata éste, ya sea compactado o suelto.
Referencia básica a lo tratado en el curso de Mecánica de Suelos I – Laboratorio.
De ello dependerá la determinación de los Pesos Unitarios Secos y/o Compactados respectivamente (P.U.S.C. y P.U.S.S.), en cuanto al control de calidad de agregados pétreos (gravas y arenas), usados en el concreto hidráulico, existen documentos que basan su investigación en los resultados de muestras obtenidas y ensayadas en un periodo de tiempo muy corto. GRAVEDAD ESPECÍFICA EN LOS AGREGADOS El peso específico relativo o gravedad específica de cualquier sustancia de define como “El peso unitario del material en cuestión dividido por el peso unitario del agua destilada a cuatro grados Celsius.” Dependiendo de todas las definiciones a las que se pueda hacer referencia para la gravedad específica tenemos las siguientes relaciones matemáticas, para su respectivo cálculo: Gravedad Específica de la Masa Seca: Gb
Vv
=
W SSS W SSS
−
' SSS
W
=
W S V ag * γ o
Gravedad Específica SSS:
G SSS
=
W SSS W SSS
−
' SSS
W
=
W SSS V ag * γ o
Gravedad Específica Aparente: GS
=
W S W S
−
'
W SSS
=
W S V S * γ o
* Otras: V ag
V s
=
V p
+
W SSS
=
W S
+
' W SSS
=
W S
−
V P * γ o
V S * γ o
Donde: : Peso específico del agua (1 g/cm³). γ O VS : Volumen de sólidos de la partícula. Vp : Volumen de poros. Vv : Volumen de vacíos entre partículas Vag : Volumen de agregados WS : Peso de sólidos WSSS : Peso en el aire saturado superficialmente (SSS).
Vp Vs
W’SSS : Peso sumergido en agua SSS. HUMEDAD EN LOS AGREGADOS Es otro factor que se involucra directamente con la respuesta en humedad que ha de poseer la mezcla, ya sea que el agregado absorba u otorgue una cantidad finita de agua, que dependiendo de la magnitud de la obra, en muchos casos puede ocasionar serias deficiencias en el fraguado y por ende en el concreto endurecido. Podemos definirlo matemáticamente con la relación siguiente: %
ω
=
W aghúmedo
−
W ag sec o
W ag sec o
(%)
De ello podemos diferenciar los siguientes estados de humedad, presentes en los agregados:
De donde: Est. Seco: No contiene agua en sus vacíos, es secado en horno por no menos de 24 horas. Quita humedad a la mezcla. Est. Húmedo: Posee humedad interna, secado superficialmente. Reduce la humedad en la mezcla. Est. Saturado Superficialmente Seco: Posee un 100% de saturación. No cede, ni quita humedad a la mezcla (estado ideal). Est. Saturado Superficialmente Húmedo: Posee un 100% de saturación más la presencia de agua en su superficie libre. Aporta humedad a la mezcla. Sin embargo es necesario mencionar otro factor que va ligado directamente a la humedad, la ABSORCIÓN, (A%), que no viene a ser otra cosa que la relación entre:
A%
=
W agsaturado
−
W ag sec o
W ag sec o
(%)
De ello podemos señalar que la humedad superficial presente se puede dar en dos casos, dependiendo si otorga o absorbe agua el agregado. •
Humedad Superficial (+).- Cuando se cumple la relación:
A (%). •
Humedad Superficial (-).- Cuando se cumple la relación:
A (%).
(%) > (%) <
Teniendo para ello la siguiente relación para calcular el valor del agua libre: AguaLibre= ( %ω ± % A) *
W ag sec o 100
(%)
Pero sin duda, determinar la gravedad específica y el grado de humedad-absorción no finiquita el análisis en los agregados, sino que de acuerdo a los ensayos que se realicen en laboratorio, se determinará los valores del P.U.S.C. y P.U.S.S. que si son “llevados” al diseño de mezcla de un concreto determinado. Entonces expresemos sus razones matemáticas mediante la siguiente relación. P : U .S .C .
=
P : U .S .S .
=
PesoAgrega
doCompacta
VolumenAgr
do
egado
PesoAgrega doSuelto VolumenAgr egado
El procedimiento de rutina al que se refiere este ensayo es el mismo que se haría para un suelo.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS, GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
Laboratorio de Tecnología del Concreto Gravedad Específica y Absorción del Agregado Grueso A.S.T.M. C - 128 Muestra
: Piedra zarandeada ½”.
Gravedad Específica y Absorción del Agregado Fino A.S.T.M. C - 127 Muestra
: Arena de río.
PESO DE LA ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA (g.) PESO DEL BALÓN SECO (g.) PESO DE LA ARENA SATURADA SUPERF. SECA + PESO DEL BALÓN (g.) PESO DE LA MUESTRA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA (g.) PESO DE LA ARENA SATURADA SUPERF. SECA + PESO DEL BALÓN + AGUA PESO DE LA CANASTILLA DENTRO DEL AGUA (g.) PESO DEL AGUA PESO DE LA MUESTRA SATURADA + PESO DE LA CANASTILLA EN EL AGUA PESO DEL RECIPIENTE PESO DE LA MUESTRA SATURADA DENTRO DEL AGUA (g.) PESO DEL RECIPIENTE + PESO DE LA ARENA SECA (g.) PESO DEL RECIPIENTE (g.) PESO DE LA ARENA SECA (g.) PESO DEL RECIPIENTE + PESO DE LA MUESTRA SECA (g.) VOLUMEN DEL BALÓN (cm³) PESO DE LA MUESTRA SECA (g.) PESO ESPECIFICO DE LA MASA (g/cm³) PESO ESPECIFICO DE LA MASA (g/cm³) PESO ESPECIFICO DE LA MUESTRA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA PESO ESPECIFICO DE LA MUESTRA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA PORCENTAJE DE ABSORCIÓN (%) PORCENTAJE DE ABSORCIÓN (%)
560,00 158,00 718,00 2049,00 998,00 120,00 280,00 1376,00 120,00 1256,00 675,00 235,00 555,00 2260,00 500,00 2025,00 2,52 2,55 2,55 2,58 0,90% 1,19%
555,00 158,00 713,00 2048,00 998,00 121,00 285,00 1376,00 120,00 1255,00 675,00 235,00 555,00 2260,00 500,00 2025,00 2,58 2,55 2,58 2,58 0,00% 1,14%
2,55 2,55 2,56 2,58 0,45% 1,16%
