INFORME Nº3 PESO ESPECÍFICO ESPECÍFICO Y PORCENTAJE PORCENTAJE DE DE ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO 1.- OBJETI OBJETIVO VO El ensayo que a continuación se describe tiene por objeto: •
Es la determina determinación ción de la densidad densidad real, real, la densidad densidad neta y el porcentaj porcentajee de absorción de agua del agregado fino cuando se encuentra totalmente saturado por la absorción absorción de agua (tiempo (tiempo mayor a 24 horas). horas).
•
Es aplicable a los áridos finos que se emplean en el análisis de suelos, elaboración de hormigones y obras asfálticas.
2.-FUNDAMENTO TEÓRICO Primeramente daremos a conocer una serie de definiciones que nos 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 de resistencia y durabilidad, durabilidad, que se exija al hormigón. Los áridos pueden pueden ser rodados o machacados. 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 química. Al emplear árido rodado suelto, se se tiene la garantía de que se trata con 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.
Usos de los agregados Son usados para la elaboración 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.
Agregados finos (arena)
También llamadas arenas son aquellas que tienen dimensiones entre 5mm. Y 0,063mm. (Según la instructora española). En otras clasificaciones pueden tener dimensiones entre 2mm. Y 0,075mm. (Según la normativa AASHTO). La arena o árido fino es el material que resulta de la desintegración natural de las rocas y se obtiene de la trituración de las mismas, y cuyo tamaño es inferior a los 5mm.
Es el árido de mayor responsabilidad. A diferencia de la grava, el agua e incluso el cemento pude decirse que no es posible hacer un buen hormigón sin una buena arena. Las mejores arenas son las de río, ya que, salvo raras excepciones, son cuarzo puro, por lo que no hay que preocuparse acerca de su resistencia y durabilidad. La arena de mina suele tener arcilla en exceso, por lo que generalmente es preciso lavarla. Las arenas de mar, si son limpias, pueden emplearse en hormigón armado, previo lavado con agua dulce. Para su uso se clasifican las arenas por su tamaño. A tal fin se les hace pasar por unos tamices que van reteniendo los granos más gruesos y dejan pasar los más finos. •
Arena fina: Es la que sus granos pasan por un tamiz de mallas de 1mm de diámetro y son retenidos por otro de 0.25mm.
•
Arena media: Es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 2.5mm de diámetro y son retenidos por otro de 1mm.
•
Arena gruesa: Es la que sus granos pasan por un tamiz de 5mm de diámetro y son retenidos por otro de 2.5mm.
Las arenas que provienen del machaqueo de granitos, basaltos y rocas análogas son también excelentes con tal que se trate de rocas sanas que no acusen un principio de descomposición. Deben rechazarse en forma absoluta las arenas de naturaleza granítica alterada (caolinización de los feldespatos). Las arenas de procedencia caliza son de calidad muy variable. Siempre resultan más absorbentes y requieren más cantidad de agua de amasado que las silíceas. Su resistencia al desgaste es baja, por lo que los hormigones sometidos a este efecto (por ejemplo en pavimentos) deben confeccionarse con arena silícea al menos en un treinta por ciento de la totalidad de la arena.
La humedad de la arena tiene gran importancia en la dosificación de los hormigones sobre todo cuando se dosifica en volumen. Por ello es necesario tenerla siempre en cuenta. El agregado fino será arena natural. Sus partículas serán limpias, de perfil preferentemente angular, duro, compactas y resistentes. El agregado fino deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, exquisitos, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales u otras sustancias perjudiciales Se recomienda que las sustancias dañinas no excedan los porcentajes máximos siguientes:
1. Partículas deleznables: 3% 2. Material más fino que la malla #200: 5%
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.
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.- De acuerdo a la norma ASTM (designación C12781). Los resultados promedio de la zona en donde se ha extraído la muestra de los áridos finos deben presentar una absorción no mayor al 4%. Y según la zona extraída nuestra muestra deberá no pasar del 2% del grado de absorción (zona Aranjuez)
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 árido 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 cm 3 de sus partículas minerales pesa 2.7 veces más que 1.0 cm3 de agua destilada, a igual temperatura.
3. MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO Balanza de 1 kg de capacidad o más y sensibilidad a 0.1 gr y recipientes limpios.
Termómetro
Pipeta
Matraz
Secador
Molde cónico y un pisón
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. Enseguida empezamos a zarandear entre la malla Nº04 y Nº200 (obtener el agregado fino correcto y adecuado). Considerando que el material que atraviesa la malla Nº 200 no es apta para la elaboración de Concreto, y ésta se eliminará.
Ahora de igual manera que el agregado grueso procedemos a lavar ahora el agregado fino, con ayuda de una manguera de tal manera que al lavar el agua contenido en la arena se vea transparente (esto para sacar el polvo adherido a la tierra).
Una vez de haber lavado el agregado fino, procedemos a recoger un balde con agua y agregamos hasta el tope al recipiente con la muestra contenida y la dejamos sumergida por más de 24 horas. Además las piedras deberán estar extendidas, para que se saturen.
En el día del ensayo -
Se toma una muestra representativa de agregado fino la cual se sumerge durante 24 horas.
-
Al día siguiente se expande la muestra sobre la superficie de un recipiente o bandeja la cual no es absorbente.
-
Con el secador se le inyecta una corriente de aire hasta conseguir un secado uniforme, la operación es terminada cuando los granos del agregado están sueltos.
-
Luego se introduce la muestra en un molde cónico, se apisona unas 25 veces dejando caer el pisón desde una altura aproximada de 1 cm, posteriormente se nivela y si al quitar el molde la muestra se deja caer es porque no existe humedad libre, si es lo contrario se sigue secando y se repite el proceso hasta que cumpla con la condición.
-
Cuando se cae el agregado al quitar el molde cónico es porque ha alcanzado una condición
saturada con superficie seca, luego se toma 500gr de la
muestra obtenida y se la pesa en la balanza electrónica.
-
Se debe colocar 500 gr. (de la muestra que cumplió el procedimiento anterior) en el matraz ya con una cantidad necesaria de agua y luego se llena poco a poco a este con agua hasta la marca de calibración del matraz a su vez se rueda el matraz sobre sí mismo para hacer desaparecer los grumos de la superficie, se deberán hacer las correcciones del caso con la ayuda de la pipeta, es decir que este en la línea graduada del matraz. Luego se obtiene el peso del matraz más la muestra.
-
Se vacía en la muestra del matraz en un recipiente previamente limpiado y se pone a secar en el horno de temperatura constante (110 ºC) por 24 horas y como último paso se deberá pesar.
-
Para finalizar se pesa el matraz con 500ml. de agua a temperatura de 20± 3ºC según la marca de calibración del matraz.
-
Contando con todos los datos necesarios se pasa a realizar los cálculos.
5.-DATOS OBTENIDOS DE LA PRÁCTICA: Matraz=0.165 Kg. Bandeja= 0.100 Kg. Muestra=0.500 Kg. Muestra + matraz + agua=0.974Kg. Muestra totalmente seca +Bandeja=0.592Kg. Matraz + agua=0.665 Kg.
6.- CALCULOS Y RESULTADOS.PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO: Norma: ASTM C29-78 Muestra: Agregado Fino Procedencia: Material situado en la Zona Aranjuez
MS= 0.492Kg.
MSSS= 0.500Kg.
Ma= 0.665 Kg.
Mm= 0.974Kg
Densidad real de áridos con superficie seca: (ρRT)
a) Densidad real de la muestra saturado con superficie seca
ρRT (kg/m3) =
. .
1
∗
ρRT (kg/m3) =
.
∗
.
3
1
=
3
.
3
b) Densidad real de la muestra seca (ρRs)
∗
ρRS (kg/m3) =
ρRS (kg/m3) =
. .
.
.
∗
1 3
1 3
=
.
3
Densidad neta (ρN)
∗
ρN (kg/m3) =
ρN (kg/m3) =
. .
.
.
∗
1 3
1 3
=
.
3
Absorción de agua (α)
α(%) =
α(%) =
. .
.100
. 100 =
.
%
Dónde: ρ= Densidad (kg/m3) α= Absorción (%)
MS=Masa de la muestra seca (Kg) MSSS=Masa de la muestra saturada superficialmente seca (Kg) Ma=Masa del matraz con agua hasta la marca de calibración (Kg) Mm=Masa del matraz con la muestra más agua hasta la marca de calibración (Kg)
