1 de
INTRODUCCION Dentro de las propiedades físicas de los agregados que dependen directamente de las propiedades de la roca original de donde provienen se encuentra la densidad, la cual está definida como la relación entre el peso y el volumen de una masa determinada. Sin embargo, en el caso de los agregados para concreto hay necesidad de definir cuidadosamente el término densidad, puesto que generalmente entre sus partículas hay cavidades o poros que pueden estar vacíos, parcialmente saturados o llenos de agua, dependiendo de su permeabilidad interna.
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. Densidad aparente= PS / Vm Dónde: Ps = Peso seco de la masa m Vm = Volumen ocupado por la masa m Es conveniente anotar que la densidad aparente se puede determinar en estado seco o en estado húmedo, dependiendo del grado de saturación de los poros. En el campo de la tecnología del concreto la densidad que interesa es la densidad aparente debido a que lógicamente con ella es que se determina la cantidad ( en peso) de agregado requerida para un volumen unitario de concreto, porque los poros interiores de las partículas de agregado van a ocupar un volumen dentro de la masa de concreto y por qué el agua que se aloja dentro de los poros saturables no hace parte del agua de mezclado; entendiéndose como el agua de mezclado tanto el agua de hidratación del cemento como el agua libre que en combinación con el cemento produce la pasta lubricante de los agregados cuando la mezcla se encuentra en estado plástico. La densidad aparente del agregado depende la constitución mineralógica de la roca madre y por lo tanto de su densidad así como también de la cantidad de huecos o poros que contenga. Por lo general, el valor de esta densidad en los agregados pétreos oscila entre 2.30 g/cm3 y 2.8 1 g/cm3 según la roca de origen. o rigen. 1. http://ingevil.blogspot.com/2008/10/determinacin-de-la-densidad-nominal-y.html
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OBJETIVOS 1. Determinar la densidad aparente suelta y aparente compactada de agregados tanto finos como gruesos. 2. Determinar la densidad máxima y los porcentajes de aporte de agregado fino y agregado grueso.
EQUIPO 1. Balanza mecánica de capacidad 100 kg (A ± 0.2 kg). 2. Balanza de brazo mecánico de capacidad 21 kg (A ± 1 g). 3. Bandejas metálicas. 4. Baldes o recipientes metálicos. 5. Varilla de atizona miento para el agregado grueso (60 cm de Longitud, 16 mm de diámetro). 6. Varilla de atizona miento para el agregado fino (40 cm de Longitud, 1o mm de diámetro). 7. Cucharas. 8. Palas. 9. Carretilla.
MATERIAL 1. Agregado grueso de la cantera de Guayllabamba (aprox. 40 kg). 2. Agregado fino de la cantera de Guayllabamba (aprox. 20 kg).
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PROCEDIMIENTO AGREGADO GRUESO DENSIDAD SUELTA
1. Colocamos una bandeja pequeña en la balanza mecánica de 100 kg de capacidad y la enceramos. 2. Agregamos el agregado hasta tener una masa de 40 kg. 3. Depositamos luego los 40 kg de agregado en una bandeja grande. 4. Con la ayuda de palos llenamos el balde metálico de agregado. 5. Con la varilla de atizona miento eliminamos el excedente del balde tratando de que quede una superficie más o menos plana. 6. Llevamos el balde lleno a la balanza y registramos la masa. 7. Repetimos el proceso anterior para sacar una segunda masa. 8. Con las dos lecturas de la masa sacamos una masa promedio y la registramos. 9. Con los datos obtenidos encontramos la masa aparente suelta. DENSIDAD COMPACTADA
1. Volvemos a mezclar el agregado que usamos para la densidad suelta. 2. Llenamos el balde con agregado en tres capas iguales. 3. La primera capa la compactamos utilizando la varilla dando 25 golpes uniformes. 4. La segunda y tercera capa también las compactamos dando 25 golpes uniformes. 5. En la tercera capa luego de compactarla enrazamos la superficie procurando que quede más o menos plana. 6. Llevamos el balde a la balanza y registramos la masa. 7. Repetimos el proceso anterior para sacar una segunda masa. 8. Con las dos lecturas de la masa sacamos una masa promedio y la registramos. 9. Con los datos obtenidos encontramos la masa aparente compactada.
4 de
AGREGADO FINO DENSIDAD SUELTA
1. Colocamos una bandeja pequeña en la balanza de brazo mecánico de 21 kg de capacidad y la enceramos. 2. Agregamos el agregado hasta tener una masa de 20 kg. 3. Con la ayuda de una cuchara o vailejo, llenamos el balde metálico pequeño de agregado. 4. Con la varilla de atizona miento eliminamos el excedente del balde dejando una superficie plana. 5. Llevamos el balde lleno a la balanza y registramos la masa. 6. Repetimos el proceso anterior para sacar una segunda masa. 7. Con las dos lecturas de la masa sacamos una masa promedio y la registramos. 8. Con los datos obtenidos encontramos la masa aparente suelta.
DENSIDAD COMPACTADA
1. Volvemos a mezclar el agregado que usamos para la densidad suelta. 2. Llenamos el balde pequeño con agregado en tres capas iguales. 3. La primera capa la compactamos utilizando la varilla dando 25 golpes uniformes. 4. La segunda y tercera capa también las compactamos dando 25 golpes uniformes. 5. En la tercera capa luego de compactarla enrazamos dejando una superficie plana. 6. Llevamos el balde a la balanza y registramos la masa. 7. Repetimos el proceso anterior para sacar una segunda masa. 8. Con las dos lecturas de la masa sacamos una masa promedio y la registramos. 9. Con los datos obtenidos encontramos la masa aparente compactada.
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DENSIDAD MAXIMA DE LOS AGREGADOS 1. Usamos los 40 kg de agregado grueso asumiendo que representara el 90 % del total de la mezcla. 2. A esos 40 kg de agregado grueso le añadimos 4.4 kg de agregado fino que será el 10 % del total de la mezcla. 3. Con las palas mezclamos los agregados en la bandeja grande. 4. Luego llenamos la mezcla en el balde grande en 3 capas. 5. Cada capa la vamos compactando dando 25 golpes con la varilla de atizona miento. 6. Llevamos el balde a la balanza mecánica y registramos su masa. 7. Repetimos el proceso anterior para obtener una segunda masa. 8. Sacamos una masa promedio de las dos lecturas. 9. Manteniendo la masa de 40 kg constante de agregado grueso, vamos asumiendo que representara el (80,75,70,65,60,55,50,45,40,35,30,25,20,15,10)% de la mezcla. 10. Luego debemos ir poniendo el agregado (20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70,75,80,85,90) % del total de la mezcla.
fino
11. Para cada porcentaje tanto de agregado grueso como de agregado fino debemos llenar el balde en 3 capas iguales. 12. Cada capa compactarla con la varilla de atizona miento dando 25 golpes. 13. Llevar a la balanza y registrar su masa. 14. Repetir el procedimiento para obtener una segunda masa. 15. Sacamos la masa promedio con las dos lecturas. 16. Con los datos obtenidos encontramos la densidad máxima de los agregados.
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CUADRO DE DATOS Y RESULTADOS DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA AGREGADO: GRUESO
CANTERA: GUAYLLABAMBA
MASA DEL RECIPIENTE VACIO
8500
g
VOLUMEN DEL RECIPIENTE
14350
cc
27200
g
27600
g
27400
g
DENSIDAD APARENTE SUELTA DEL RIPIO
1,32
g/cc
MASA DEL RECIPIENTE VACIO
8500
g
VOLUMEN DEL RECIPIENTE
14350
cc
29400
g
29400
g
29400
g
1,46
g/cc
MASA DEL RIPIO SUELTO + RECIPIENTE PROMEDIO
MASA DEL RIPIO COMPACTADO + RECIPIENTE PROMEDIO DENSIDAD APARENTE COMPACTADA DEL RIPIO
AGREGADO: FINO
CANTERA: GUAYLLABAMBA
MASA DEL RECIPIENTE VACIO
1980
g
VOLUMEN DEL RECIPIENTE
2891
cc
6479
g
6492
g
6485,5
g
DENSIDAD APARENTE SUELTA DE LA ARENA
1,56
g/cc
MASA DEL RECIPIENTE VACIO
1980
g
VOLUMEN DEL RECIPIENTE
2891
cc
6784
g
6812
g
PROMEDIO
6798
g
DENSIDAD APARENTE COMPACTADA DE LA ARENA
1,67
g/cc
MASA DE LA ARENA SUELTO + RECIPIENTE PROMEDIO
MASA DE LA ARENA COMPACTADO + RECIPIENTE
7 de
DENSIDAD MAXIMA DE LOS AGREGADOS AGREGADO: GRUESO AGREGADO: FINO
CANTERA: GUAYLLABAMBA CANTERA: GUAYLLABAMBA
MASA DEL RECIPIENTE VACIO VOLUMEN DEL RECIPIENTE
MEZCLA (%)
MASA (Kg)
8,5
Kg
14,35
dm
3
AÑADIR ARENA
MASA DEL RECIPIENTE + MEZCLA
MASA DE DENSIDAD PROMEDIO LA APARENTE MEZCLA
RIPIO
ARENA
RIPIO
ARENA
Kg
Kg
Kg
Kg
KG
90
10
40
4,44
0,00
33,00
33,20
33,10
24,60
80
20
40
10,00
5,56
35,80
35,20
35,50
27,00
75
25
40
13,33
3,33
36,00
36,40
36,20
27,70
70
30
40
17,14
3,81
37,00
36,80
36,90
28,40
65
35
40
21,54
4,40
37,40
37,20
37,30
28,80
60
40
40
26,67
5,13
37,20
37,00
37,10
28,60
55
45
40
32,73
6,06
36,80
36,80
36,80
28,30
Kg/dm 3 1,71 1,88 1,93 1,98 2,01 1,99 1,97
50
50
40
40,00
7,27
-
-
-
-
-
45
55
40
48,89
8,89
-
-
-
-
-
40
60
40
60,00
11,11
-
-
-
-
-
35
65
40
74,29
14,29
-
-
-
-
-
30
70
40
93,33
19,05
-
-
-
-
-
20
80
40
160,00
66,67
-
-
-
-
-
10
90
40
360,00
200,00
-
-
-
-
-
DENSIDAD APARENTE MAXIMA
2,01
3
Kg/dm
8 de
DENSIDAD APARENTE vs % DE MEZCLA 2.05
2.01 2.00
1.95
E T N E 1.90 R A P A D A D I S 1.85 N E D
1.80
1.75
1.70 1
A.G 90 A.F 10
2
80 20
3
75 25
4
70 30
5
% DE MEZCLA
65 35
6
7
60 40
55 45
9 de
REGISTRO FOTOGRAFICO
9 de
REGISTRO FOTOGRAFICO
10 de
CONCLUSIONES 1. La densidad aparente compactada de los agregados es mayor que la densidad aparente suelta debido a que en la compactada entra más agregado. 2. Al compactar el agregado grueso aún quedan vacíos entre sus partículas. 3. Al compactar el agregado fino se eliminan los vacíos entre sus partículas. 4. Lo óptimo para una mezcla es compactar el agregado grueso con el agregado fino ya que la mezcla trabaja mejor. 3.
5. La densidad aparente máxima de los agregados es 2, 01 Kg/dm
6. Para obtener una mezcla máxima de agregados debemos mezclar el 65 % de agregado grueso con el 35 % de agregado fino. 7. Esta mezcla de agregados según la práctica es la ideal para agregados de la cantera de Guayllabamba.
RECOMENDACIONES 1. Se debe trabajar con materiales secos al horno durante 24 hs. 2. Encerar bien las balanzas para no tener error al momento de tomar las lecturas. 3. Tratar de que no se pierda los 40 kg de agregado grueso que usamos en toda la práctica ya que esto alteraría el resultado de la misma. 4. En la densidad aparente suelta tener mucho cuidado de al momento de rasar la superficie no compactarla. 5. En la densidad aparente compactada procurar compactar dando golpes uniformes por todo el agregado. 6. Procurar que durante toda la práctica compacte el agregado una misma persona. 7. En la densidad aparente máxima procurar que e mezclen bien el agregado grueso con el agregado fino.
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BIBLIOGRAFIA 1. http://ingevil.blogspot.com/2008/10/determinacin-de-la-densidad-nominal-y.html 2. http://html.rincondelvago.com/agregados.html 3. Manual del Ingeniero Civil. Tomo I. Mac Graw Hill: México 4. Normas ASTM. 5. Normas INEN.
CALCULOS TIPICOS DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA AGREGADO GRUESO Densidad aparente suelta
MASA DEL RECIPIENTE VACIO
8500
g
VOLUMEN DEL RECIPIENTE
14350
cc
27200
g
27600
g
MASA DEL RIPIO SUELTO + RECIPIENTE
12 de
⁄
Densidad aparente compactada
MASA DEL RECIPIENTE VACIO
8500
g
VOLUMEN DEL RECIPIENTE
14350
cc
29400
g
29400
g
MASA DEL RIPIO COMPACTADO + RECIPIENTE
⁄
AGREGADO FINO Densidad aparente suelta
MASA DEL RECIPIENTE VACIO
1980
g
VOLUMEN DEL RECIPIENTE
2891
cc
6479
g
6492
g
MASA DE LA ARENA SUELTO + RECIPIENTE
13 de
⁄
Densidad aparente compactada
MASA DEL RECIPIENTE VACIO
1980
g
VOLUMEN DEL RECIPIENTE
2891
cc
6784
g
6812
g
MASA DE LA ARENA COMPACTADO + RECIPIENTE
⁄
14 de
DENSIDAD MAXIMA DE LOS AGREGADOS
% Mezcla: Ripio = 65 % Arena = 35 % Masa: Ripio = 40 kg Arena = 21.54 Añadir arena = 4.40 kg Masa del recipiente + mezcla = 37.4 kg Masa del recipiente + mezcla = 37,2 kg
⁄
