INFORME Nº2 PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO 1.- OBJETI OBJETIVO. VO.-El ensayo que a continuación se describe tiene por objeto: a) Este Este ensayo ensayo establ establece ece los proced procedimi imient entos os para para dete determi rminar nar la densidad densidad real, real, la densidad densidad neta y la absorción absorción de agua del agregado agregado grueso grueso a partir de una cierta cierta muestra. b) Es aplicable aplicable a los los áridos gruesos gruesos que se emplean emplean en en el análisis análisis de suelos, suelos, elaboración de hormigones y obras asfálticas. asfálticas.
2.-FUNDAMENTO TEÓRICO.Primeramente daremos a conocer una serie de definiciones que nos ayudarán ayudarán a ver y entender de mejor manera el objetivo de la realización de este laboratorio.
GENERALIDADES.Como áridos para la confección de hormigones, hormigones, pueden emplearse arenas arenas y gravas gravas naturales o procedentes de machaqueo, que reúnan en igual o superior grado de características de resistencia resistencia y durabilidad, durabilidad, que se exija al hormigón.
Los áridos pueden ser rodados o machacados. Los primeros proporcionan hormigones más dóciles y trabajables, requiriendo menos cantidad de agua que los segundos. Los machacados confieren al hormigón fresco una cierta acritud que dificulta su puesta en obra. En ambos afectos influye más la arena que la grava. En cambio los áridos de machaqueo proporcionan una mayor trabazón que se refleja en una mayor resistencia del hormigón, especialmente a tracción y en general en una mayor resistencia quí mica. Al emplear árido rodado suelto, se tiene la garantía de que se trata con piedras duras y limpias, salvo contaminación de la gravera. Pero si se encuentra mezclado con arcilla es necesario lavarlo. Para eliminar la camisa que envuelve los granos y que haría disminuir grandemente su adherencia con la pasta. Este lavado debe ser energético, realizado con máquinas de lavar, no sirviendo de nada el simple lavado en obra. Analógicamente el árido, machado debe estar provisto de polvo de machaqueo que supone un incremento de finos y por tanto una mayor parte de agua de amasado, menor resistencia y mayor riesgo de difusión en las primeras edades. Tanto más resistentes son los áridos más se opondrán a la retracción del hormigón. En general, la retracción disminuye a medida que aumenta el tamaño máximo del árido. Los áridos silíceos proporcionan un coeficiente de dilatación lineal al hormigón, algo más elevado que las calizas, ya que los coeficientes están de 12 a13 millonésimos para el cuarzo y de 7 a 12 para las calizas. Los áridos empleados en la preparación del hormigón se obtienen, generalmente, mezclando en proporciones adecuadas arenas y gravas, o mejor aún, tres o más grupos de distintos tamaños.
Agregados.- Su origen y naturaleza serán tales que no deberán reaccionar con el cemento para formar nuevos cuerpos, y constituirán el esqueleto de la masa. Su procedencia es variable pero básicamente serán yacimientos naturales o rocas machacadas.
El
volumen del árido es aproximadamente un 80% del Total, por lo que influye
decisivamente en las propiedades del hormigón. La textura de la superficie y su forma geométrica tiene influencia en el producto final sobre el contenido de agua, resistencia, docilidad, etc.; conviene que su forma sea la más parecida a una esfera o un cubo, según sean cantos rodados o productos resultantes de machaqueo de rocas. Normalmente son de procedencia silícea, caliza o granita.
Calidad física intrínseca de los agregados.Al examinar la aptitud física de los agregados en general, es conveniente diferenciar las características que son inherentes a la calidad esencial de las rocas constitutivas, de los aspectos externos que correspondan a sus fragmentos. Entre las características físicas que contribuyen a definir la calidad intrínseca de las rocas, destaca:
1. Peso especifico 2. Sanidad 3. Porosidad 4. Absorción 5. Resistencia mecánica 6. Resistencia a la abrasión 7. Módulo de elasticidad
Áridos gruesos.- Es el material retenido en el tamiz de 4,75 mm (Nº4) en el caso de los suelos y hormigones, y en el tamiz de 2,36 mm Nº8) cuando se utiliza asfaltos.
Usos de los agregados.- Son los ingredientes del hormigón, ocupan el 60-75 % del volumen y 79-85 % del peso actuando como relleno para reducir el cemento necesario en la mezcla. Además agregan estabilidad de volumen.
PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS • Absorción -
EL agua que los agregados Absorben no está disponible para reaccionar con el cemento o mejorar la manejabilidad. El asfalto absorbido no está disponible para actuar como aglomerante, aunque algo de absorción es necesario para promover la adhesión entre asfalto y agregado.
Por eso es muy importante considerar el porcentaje que absorben los áridos. De lo contrario esto generaría alteraciones en las propiedades del hormigón fresco. Las cuales se citan a continuación y cada una de ellas varia con la cantidad de agua de amasado. Por eso es importante determinar el porcentaje de absorción de los agregados para hacer las correcciones oportunas de la cantidad de agua a usar durante el hormigonado.
•
Forma de la partícula y textura de la superficie.
-
Cómo se va a agrupar dentro de la masa de hormigón.
-
Que densidad tendrá el material y cómo se esparcirá dentro de la mezcla.
Propiedades del hormigón fresco que varían con la cantidad de agua de amasado. 1º consistencia La menor o mayor facilidad que tiene el hormigón fresco para deformarse. Varía con multitud de factores: cantidad de agua de amasado, tamaño máximo, granulometría y forma de los áridos, etc.; el que más influye es la cantidad de agua de amasado.
2º Docilidad La docilidad, concepto de dificil definicion , puede considerarse como la capacidad de un hormigon para ser puesto en obra con los medios de compactacion de que se dispone. Esta trabajabilidad del hormigon esta relacionada con su deformabilidad (consistencia), con su homogeneidad, con la trabazon de sus distintos componentes y con la mayor o
menor facilidad de que la masa presente para eliminar los huecos de la misma (aire ocluido), alcanzando una compacidad maxima. La docilidad depende, entre otros factores , de los siguientes: a) De la cantidad de agua de amasado. Cuanto mayor sea esta, mayor será la docilidad. b) De la granulometría de los áridos, siendo más dóciles los hormigones cuyo contenido en arena es mayor. Pero por otra parte, a más cantidad de árido fino corresponde más agua y por lo tanto menor resistencia. c) La docilidad es mayor con los áridos redondeados que con áridos procedentes de machaqueo. d) La docilidad aumenta con el contenido de cemento y la finura de este.
3º Homogeneidad Es
por la cual los diferentes componentes del hormigon aparecen regularmente
distribuidos en toda su masa, de manera que dos muestras tomadas de distintos lugares de la misma resulten practicamente iguales. La homogeneidad se consigue con un buen amasado y para mantenerse requiere un transporte cuidadoso y con una colocacion adecuada. La homogeneidad puede perderse por segregacion (separacion de los gruesos por una parte y los finos por otra) o por decantacion ( los granos gruesos caen al fondo y el mortero queda en la superficie, cuando la mezcla es muy liquida). Ambos fenomenos aumentan con el contenido del augua, con el tamaño maximo del arido,
con las
vibraciones o sacudidas durante el transporte y cuando es puesta en obra.
4º Masa especifica Un dato de gran interes como indice de la uniformidad del hormigon en el transcurso de una obra, es la masa especifica del hormigon fresco, sea sin compactar o compactado. La variacion de cualquiera de ambos valores, que repercute en la consistencia, indica una alteracion de la granulometria de los aridos, del contenido en cemento o del agua de amasado,por que debe dar origen a las correcciones oportunas.
SEGÚN LO QUE LAS NORMAS ESTABLECEN Los áridos deben cumplir las siguientes condiciones físico-mecánicas: absorción de agua no superior al 5% de su volumen según (Normas UNE 83.133:90). Y de normas realizadas en canteras en la ciudad de Tarija y de acuerdo a la norma ASTM (designación C127-81). Los resultados promedio de la zona en donde se ha extraído la muestra de los áridos gruesos se presenta en el siguiente cuadro.
PEC Kg/m3
CANTERA Zona Aranjuez
2572.0
PESSS Kg/m3 2608.5
PEA Kg/m3 2669.4
% ABS 1.42
PEC = peso específico corriente. PESSS = peso específico saturado y en superficie seca. PEA = peso específico aparente. %ABS = porcentaje de absorción.
Definición de tamaño máximo nominal de los agregados • Tamaño máximo del agregado: el tamiz más pequeño por el cual pasa el 100% de los agregados. • Tamaño máximo nominal del agregado: el tamiz más grande que retiene algún agregado (usualmente no mayor que el 10%). La siguiente tabla que se muestra va continuación sirve para determinar la cantidad de muestra mínima a ensayar en función del tamaño máximo nominal.
Tamaño máximo nominal(mm) cantidad mínima de muestra Kg "
12,5
19
"
3,000
"
25,0
4,000 "
37,5
50
2,000
"
5,000
8,000
Para determinar el volumen del agregado incluyendo los poros accesibles e inaccesibles de las partículas del agregado que se está ensayando. Se emplea el principio de Arquímedes él dice lo siguiente: “ So b r e u n c u e r p o s u m e r g i d o e n u n l íq u i d o a c t úa u n a f u e r z a , d e a b a j o h a c i a a r r i b a ( e l e m p u j e ) , q u e e s i g u a l a l p e s o d e l l íq u i d o d e s a l o j a d o ” .
DEFINICIONES QUE NOS AYUDARAN HA ENTENDER MEJOR EL PROCESO DE ESTA PRACTICA. Huecos Espacios vacíos entre las partículas de un material áridos
Poros Espacios vacíos interiores de una partícula de material áridos a) Poro accesible: poro permeable o abierto b) Poro inaccesible: poro impermeable o cerrado
Densidad ( ρ) Es la tasa entre la masa (M) y el volumen (V) de un material árido a una temperatura especificada. Se expresa en kg/m 3
a) Densidad
real (ρR ): densidad en que se considera el volumen macizo de las
partículas de material áridos, más el volumen de los poros accesibles e inaccesibles de esas partículas. o
Densidad real de áridos seco (ρRS ) .Densidad real en que se considera solamente la masa de áridos seco
o
Densidad real de áridos saturado superficialmente seco (ρRT ) Densidad real en que se considera la masa de áridos seco más la masa del agua que llena los poros accesibles.
b) Densidad neta (ρN ): Densidad en que se considera el volumen macizo de las partículas de material áridos más el volumen de los poros inaccesibles.
Absorción de agua (α) Masa de agua necesaria para llevar un material árido del estado seco al estado saturado superficialmente seco. Se expresa como porcentaje referido a la masa de áridos seco
Áridos seco Material secado en horno hasta masa constante. Esta condición se obtiene cuando dos pesadas sucesivas, separadas por 1 h de secado a 110 ± 5°C, difieren en un porcentaje igual o inferior al 0,1 %de la menor masa determinada.
Peso Específico El peso específico, o gravedad específica de un suelo, es la relación entre el peso al aire de sus partículas minerales y el peso al aire del agua destilada, considerando un mismo volumen y una misma temperatura. Así, si su peso específico es 2.7 significa que 1.0 cm3 de sus partículas minerales pesa 2.7 veces más que 1.0 cm 3 de agua destilada, a igual temperatura. Para determinar los pesos específicos se siguen en general dos procedimientos; para un suelo fino se hace generalmente, por medio de un frasco calibrado o de un picnómetro, en cambio para los agregados gruesos se sigue otro procedimiento que se indica más adelante.
3. MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO 1. Una balanza que tenga una capacidad de 5 kg. o más y sensible a 0.5 gr.
2. Un horno con circulación de aire y temperatura regulable para las condiciones del ensayo. 3. Un cesto de alambre malla N°4 4. Un canastillo porta muestra en el que se pudo sumergir la muestra de agregado a ensayar y unas varillas metálicas destinadas a soportar la cesta o canastillo, cuando se sumerge en el tanque de agua, con el fin de obtener la masa de la muestra sumergida en el agua.
5. Un recipiente adecuado para sumergir el cesto de alambre en agua y un dispositivo adecuado para suspender el cesto de alambre del centro del platillo de la balanza. 6. Recipientes limpios de material resistente, estancos y de capacidad suficiente para contener la muestra de ensaye. 7.
Paños de tela y toallas.
4.-PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA.Cuatro días antes a la realización de la práctica. Primeramente mediante el cuarteo se seleccionó una cantidad de muestra considerable. Después se
procedió a seleccionar nuestra muestra (seca), haciendo un tamizado con la
ayuda de un tamiz, desechando todo el material que pasa en tamiz Nº4, del material ya seleccionado se tomó una cantidad mayor a 5000 gr.
Posteriormente la muestra extraída fue lavada cuidadosamente para evitar que contengan materia innecesaria o desechos.
Luego se procedió a colocar la muestra en recipientes de tal manera que la misma llegue a estar totalmente sumergida en agua, para lograr su estado de saturación completo.
En el dí a del ensayo El día de la práctica procedimos a escurrir el agua de la muestra y lo colocamos en
un recipiente, procedimos al secado superficial para lo que se utilizó toallas y paños de tela; se hizo rodar sobre la misma y se frotó las partículas hasta que la película de agua de su superficie desaparezca.
Se realizó lo anterior hasta obtener una cantidad de la muestra con superficie seca
aproximada de 5000 g.
Mientras se realiza el paso anterior se deberá evitar la evaporación durante esa
operación, cubriendo las partículas del agregado con un paño de tal forma que no estén expuestas al aire libre. Para evitar errores en la práctica. Teniendo ya la cantidad de muestra aproximada a los 5000gr se procede a
determinar su masa en una balanza, en condición de saturado con superficie seca .
La muestra anteriormente obtenida se introdujo en el cesto de alambre
previamente con la ayuda de la balanza, pesas y ganchos se pesó el cesto sumergido en el estanque con agua, obteniéndose así su peso y determinando su masa sumergido en agua. 1)
2)
3)
4)
La muestra humedecida (mojada) se la retiro del cesto y se colocó en un
recipiente; luego se procedió a secar la muestra con los paños de tela y se lo deposito en un recipiente. Una vez realizado este paso anterior se introduce la muestra en el horno a una
temperatura de 100 a 110°C para el correspondiente secado, con un tiempo de duración de 24 horas. Al día siguiente la muestra es retirada del horno y es pesada en una balanza.
Percatándose de que ya no
pueda existir
variación de su peso, se volvió a
introducir la muestra al horno y se volvió a la hora y nuevamente se registra su peso y al observar de que ya no existe variación con el anterior valor se concluye obteniendo la masa de la muestra seca.
FÓRMULAS PARA EL PESO ESPECÍFICO DEL AGREGADO GRUESO Densidad real (ρR ) a) Densidad real de áridos saturado superficialmente seco (ρRT )
b) Densidad real de áridos seco (ρRS )
Densidad neta (ρN ).
Dónde: ρ: Densidad (kg/m3) α: Absorción (%) MSUM: Masa del árido sumergida (Kg) MSSS: Masa del árido saturado superficialmente seco (Kg) MS: Masa del árido seco (Kg) Nota: La muestra se pesó en Kg debido a que no se podía medir en gramos en la balanza.
5.- DATOS OBTENIDOS DE LA PRÁCTICA.-
Peso de la fuente = 397 gr. Peso canastillo sumergido = 175 gr. Peso de la muestra saturada con superficie seca + fuente = 5.04 Kg. Peso de la muestra sumergida + canastillo = 3.77 Kg. Peso de la muestra secada en horno + fuente = 4.97 Kg.
6.- CALCULOS Y RESULTADOS.-
PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO: Norma: ASTM C29-78 Muestra: Agregado Grueso Procedencia: Material situado en la Zona Aranjuez
MSUM: Peso de la muestra sumergida = 3.295 Kg. MSSS: Peso de la muestra saturada con superficie seca= 5.04 Kg. MS: Peso de la muestra secada en horno = 4.573 Kg.
Densidad real (ρR ) a) Densidad real de áridos saturado superficialmente seco (ρRT )
5.04 Kg 5.04 Kg
3.195Kg
.
1 3
b) Densidad real de áridos seco (ρRS )
4.973 Kg 5.04 Kg
3.195Kg
.
1 3
Densidad neta (ρN ).
4.973 Kg 4.973 Kg
3.195 Kg
.
1 3
Absorción de agua (%).
%
5.04 Kg
4.973 Kg . 100% 4.973 Kg
.
%
7.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.Las conclusiones a las que llegamos al finalizar la práctica son las siguientes: El presente ensayo realizado en laboratorio, es de fundamental importancia ya
que al aprender a calcular experimentalmente el peso específico de los suelos en anteriores cursos, ahora lo hicimos para el árido grueso (Grava); estos pesos específicos relativos que calculamos son fundamentales para la dosificación de hormigones.
Realizando análisis completos de la calidad del árido grueso y su lugar de procedencia, se ha determinado que cumplen con lo establecido en las normas de la Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales (ASTM).
El agregado se considera como "seco" cuando se ha mantenido a una temperatura
de 110°C ± 5°C por suficiente tiempo para remover toda el a gua no combinada. En esta práctica se debe tener en cuenta de seguir los pasos de la guía a fin de
evitar errores en los resultados y se debe evitar en lo posible: - Pesar la muestra caliente al salir del horno por que la humedad del aire llegaría a afectar a la misma. - Dejar secar demasiado la muestra saturada. Se puede decir también que la fuente de mayor error no es precisamente la
temperatura como se pudo ver en los resultados, ni el uso del agua común; el error más importante se genera precisamente cuando la muestra no está bien saturada, también al pesar la muestra humedecida por el aire o demasiado seca y por errores de lectura en la balanza. El material se lo debe dejar reposar en agua como mínimo 24 horas y se debe
verificar que el material esté totalmente sumergido y en un recipiente limpio. No dejar secar demasiado la muestra saturado. Para terminar, haciendo una evaluación de los resultados obtenidos, diremos que
éstos entran en los rangos establecidos pudiendo ser una grava de buena calidad y aceptable en obra. Antes de realizar cualquier pesaje debe verificar que la balanza se encuentra
calibrada; solo de esta manera podremos obtener lecturas ex actas.
Al secar la muestra del agregado grueso se debe evitar la evaporación del agua,
es decir, el secado de la superficie de las partículas debe ser rápido. Es aconsejable cumplir con las 24 horas de inmersión del agregado en agua antes
de la realización del ensayo. También es importante que el agregado grueso se encuentre limpio, libre de
cualquier película superficial de suelo fino.
BIBLIOGRAFIA: Guía de Tecnología del Hormigón., UAJMS, FCYT, Tarija, Bolivia, 2013. Hormigón Armado de Jiménez M, 2009 Tecnología del hormigón, Ing. Civil (Vitervo O´Reilly) www.wikipedia.com/hormigon www.monografias.com/aridos http://www.asocem.org.pe/bva/it/notas_tecnicas/agregados/caracteristicas%20fisicas%2
0de%20los%20agregados.pdf
