DETERMINACION DE LA DENSIDAD APARENTE, DENSIDAD NOMINAL Y LA

ABSORCION

JHON JAIRO OSORIO ROMAN

MANUEL FERNANDO GOMEZ PEREZ

YULIANA ROCIO PEREIRA SOLANO

RAFAEL SAMITH MANJARREZ HERRERA

ING.

MARCOS DE LEON

UNIVERSIDAD DE SUCRE

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL

SINCELEJO-SUCRE

13 DE SEPTIEMBRE DEL 2012

INTRODUCCION

Al momento de realizar un buen diseño de mezcla se necesita conocer muchas

propiedades físicas y químicas de los agregados, una de estas es la Densidad

Aparente, Densidad Nominal y Absorción. Los calificativos nominal o aparente, se

refieren a la forma de tomar el volumen del cuerpo, puesto que las partículas de

los agregados para el concreto tienen porosidad; esa porosidad puede ser

saturable o no saturable. Si se toma el volumen externo, el aparente, la densidad

calculada será aparente; si del volumen aparente se elimina la porosidad

saturable, la densidad se llama nominal, y si además de la porosidad saturable se

elimina la porosidad no saturable, el volumen resultante es de material puro, y por

lo tanto el cociente de la masa y ese volumen será la masa, sin calificativos, la

densidad aparente determinada sobre la base saturada y superficialmente seca se

usa si el agregado está húmedo, es decir, si se ha cumplido la absorción. La

absorción es el incremento en la masa del agregado debido al agua en los poros

del material, pero sin incluir el agua adherida a la superficie exterior de las

partículas, expresado como un porcentaje de la masa seca. La determinación de

la Densidad Aparente, Densidad Nominal y Absorción se obtiene mediante ensayo

de laboratorio, donde se obtienen datos como masa superficialmente seca, masa

seca, masa sumergida o satura etc. Y aplicando las formulas respectivas se

conoce el valor de cada uno, dicho valor se utilizara a la hora de realizar un diseño

de mezcla. La densidad aparente también se usa en el cálculo de vacíos del

agregado en la NTC 92 y en la determinación de la humedad del agregado por

desplazamiento en el agua en la norma ASTM C 70.

OBJETIVOS

General:

Determinar la densidad aparente, nominal y la absorción de agregados finos y

gruesos.

Específicos:

Conocer el procedimiento adecuado para la realización del ensayo que

permite conocer estas propiedades de los agregados.

Conocer la importancia que tiene la densidad aparente, nominal y absorción

en los agregados a utilizar para un diseño de mezcla.

Interpretar los valores obtenidos de la densidad aparente, densidad nominal

y absorción.

PROCEDIMEINTO

Para este informe el procedimiento realizado en el laboratorio fue el siguiente:

Agregado grueso (graba): Lo primero es extraer el material, Se coge una muestra

de agregado grueso, ahora tomamos una muestra, el cual se procede a lavarla

hasta que el agua alcance una transparencia (lo que indica que se elimina la

suciedad contenida) y luego se deja sumergida en agua durante 24 horas, ahora

se tomó sólo una parte de la muestra y la otra será eliminada. Debido a las

partículas grandes del agregado sólo es necesario secarla con una franela o trapo.

Así obtendremos la muestra parcialmente seca. Una vez secada ( parcialmente

seca, se procede a pesar la muestra secada con la balanza de estabilidad, no sin

antes tarar la balanza. Luego anotar dicho valor. Después de haber pasado las 24

horas en el horno, se secó la muestra y se pesó. Se tomaron los respectivos

datos y calcular los resultados para el porcentaje de absorción.

Agregado fino (arena): Ahora primero se coge una muestra del material obtenido,

enseguida empezamos agitar 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. Después de

igual manera que el agregado grueso procedemos a lavar el agregado fino, una

vez de haber lavado el agregado fino, se procedió a coger un balde con agua y

agregamos hasta el tope al recipiente con la muestra contenida (Esto se realiza

para que la muestra quede totalmente saturada). Y dejarla sumergida por 24

horas. se tomó la mitad de la muestra saturada (agregado) y se procede a secarla

con la ayuda de periódicos se secó dicho agregado hasta que quedo

superficialmente seco. Una vez secado el agregado, realizamos un pequeño

ensayo del conito de absorción, introducimos la muestra en el molde cónico, luego

apisona unas 25 veces dejando caer el pisón desde una altura aproximada de

1cm. Todo esto para corroborar si el material se encuentra superficialmente seco

posteriormente se nivela y si al quitar el molde la muestra se deja caer a lo mucho

1/3 de la muestra, es porque ha alcanzado la condición requerida y no existe

humedad libre, de lo contrario se sigue secando y se repite el proceso hasta que

se cumpla con la condición. Después se peso una muestra de 300 gramos del

agregado y se introdujo en el picnómetro antes pesado, también se agregó agua

(a 20°C ) hasta el ras indicado más o menos 500 ml, Se procede a cuantificar el

peso del picnómetro (con la muestra y el agua mezcladas) en la balanza anotando

su respectivo valor, Para terminar, por último se lleva la muestra de agregado fino

(después de 24 horas) a una balanza, y se anota los apuntes necesarios para

realizar el cálculo del porcentaje de absorción.

MATERIALES Y EQUIPOS

Muestra de grava.

Muestra de arena.

Balanza 0.1% de sensibilidad.

Horno.

Periódicos y panola.

Canastilla de suspensión.

Molde.

Tamices.

Picnómetro.

Pison.

JUSTIFICACIÓN

Se sabe bien en el SI que la densidad de un material es numéricamente igual a su

peso específico, aunque por supuesto, la última es una relación mientras que la

primera se expresa en kilogramos por litro. Sin embargo, en la práctica del

concreto, es más común expresar la densidad en kilogramos por metro cubico, el

peso específico se debe multiplicar por la masa unitaria del agua para establecer

la densidad absoluta.

Esta densidad absoluta resulta importante determinarla por el hecho de permitir

establecer el volumen de las partículas individuales, pero si se desea dosificar el

agregado por volumen, es necesario establecer la masa unitaria que llenaría un

recipiente de volumen unitario. Ésta se conoce como densidad aparente, la

importancia de su determinación radica en sentar o determinar que tan

densamente es compactado el agregado, esta densidad aparente, depende de la

distribución del tamaño y de la forman que presentan sus partículas.

Establecer para un agregado grueso de peso específico dado, una densidad

aparente mayor significa que hay pocos huecos para que el agregado fino y el

cemento los llenen. Estos poros permiten caracterizar ciertas propiedades como

son la permeabilidad, absorción y por supuesto, su porosidad. Determinar esta

absorción es de suma importancia en la práctica porque a través de su

cuantificación arroja una noción de que cantidad de agua es capaz de alojar el

agregado en su interior.

DATOS Y RESULTADOS

DATOS

Tabla 1

AGREGADO FINO

Masa del Picnómetro Vacio (gr) 139

Masa del Picnómetro Lleno hasta el aforo (gr) 635

Masa de la tasa (gr) 55

Masa de la Arena Superficialmente seca (gr) 300

Masa del Picnómetro + Arena + Agua (gr) 821

Masa del Recipiente Capsula (gr) 364

Masa del Recipiente Capsula + Arena Seca (gr) 662

Masa de la Arena Seca (gr) 298

Masa del Agua (gr) 2

Absorción (%) 0,67114094

Densidad Aparente 2,631578947

Densidad Nominal 2,660714286

El cálculo de la absorción, densidad aparente y densidad nominal se realizo de la

siguiente manera.

Donde: = Masa del picnómetro lleno de agua

Masa Superficialmente Seca

Masa del Picnómetro + Agua + Arena

Donde: = Masa del picnómetro lleno de agua

A = Masa Seca

Masa del Picnómetro + Agua + Arena

Tabla 2

AGREGADO GRUESO

Masa superficialmente seca (gr) 616

Masa Saturada del Agregado (gr) 370

Masa del Recipiente Capsula (gr) 354

Masa del Recipiente Capsula + Grava Seca (gr) 956

Masa de la Grava Seca (gr) 602

Masa del Agua (gr) 14

Absorción (%) 2,325581395

Densidad Aparente 2,504065041

Densidad Nominal 2,594827586

El cálculo de la absorción, densidad aparente y densidad nominal se realizo de la

siguiente manera.

Donde: = Masa Superficialmente Seca

Masa Saturada

Donde: = Masa Saturada

A = Masa Seca

ANALISIS DE RESULTADOS Los resultados obtenidos para el agregado fino son: Densidad Aparente=2.63 gr/cm3, Densidad Nominal =2.66 gr/cm3 y absorción de 0.67 %; y para el agregado grueso son: Densidad Aparente=2.50 gr/cm3, Densidad Nominal =2.59 gr/cm3 y absorción de 2.33 %; de todos estos resultados se puede analizar qué: De acuerdo a los resultados arrojados por las formulas que definen el valor de la densidad aparente y densidad nominal se obtiene resultados sin unidades sabiendo que la densidad es unidad de masa sobre unidad de volumen, entonces para que la densidad quede en sus unidades habituales se multiplica este valor por 1 gr/cm3. Información obtenida en citas bibliográficas. Cuando se tiene certeza de que el agregado está totalmente seco, se usa la densidad nominal puesto que esta no incluye los poros saturables de las partículas constituyentes del agregado lo que si hace la densidad aparente, y esta última se usa en el cálculo de los vacios en el agregado, (dicho procedimiento establecido en la NTC 1926) también es usada para el cálculo del volumen ocupado por el agregado en las mezclas, razón por la cual se ve claramente en los resultados obtenidos que la densidad aparente es menor que la densidad nominal debido a que la densidad aparente ocupa mayor volumen por cantidad de masa. En si se tiene que a la hora de realizar una mezcla con dichos agregados y si estos están húmedos se usa la densidad aparente y si están secos la densidad nominal. En el caso de la absorción, esta nos indica el porcentaje de agua que los agregados tienen absorbidos por lo que de acuerdo a estos se deduce la cantidad de agua de mezclado a la hora de realizar la mezcla ya sea para el concreto, el mortero u otros; si estos poseen un porcentaje de absorción ese porcentaje se debe disminuir en la cantidad de agua necesaria para la mezcla.

CONCLUSION

De acuerdo a los resultados obtenidos se puede concluir que: La densidad es importante conocerla en los agregados debido a que esta se utiliza para elaborar la mezcla de concreto. La absorción para el agregado fino es de 0,67% la cual es menor que la absorción del agregado grueso que es de 2,33% lo que indica que el agregado fino es más apto para ser utilizado que el agregado grueso en la elaboración de una mezcla en la cual no se ve a regular la cantidad de agua por razón de la absorción. De acuerdo a datos bibliográficos los agregados ensayados son pétreos de masa normal debido a que la densidad aparente se encuentra en el intervalo 2,3 gr/cm3 y 2,8gr/cm3. La densidad del agregado se encuentra dentro del intervalo especificado en la revista ASOCRETO, el cual determina que la roca madre se encuentra dentro de los límites de 2,48 y 2,8 gr/cm³. En nuestro laboratorio la densidad aparente promedio del agregado grueso de 2,50 gr/cm³ para la aparente y 2.59 gr/cm³ para la nominal. Esta densidad es importante porque la utilizaremos para nuestro diseño de la mezcla.

BIBLIOGRAFIA

NTC 237:1995 Ingeniería Civil y Arquitectura. Método para determinar la

densidad y absorción delos agregados finos. (ASTN C 128)

NTC 176: Ingeniería Civil y Arquitectura. Método para determinar la

densidad y absorción de agregados grueso (ASTM C127).

NTC 129: Ingeniería Civil y Arquitectura. Práctica para la toma de

muestras de agregados(ASTM D75).

NTC 92: Ingeniería Civil y Arquitectura. Determinación de la masa

unitaria y los vacíos entre partículas y agregados (ASTM 29/29M).

NTC 1776: Ingeniería Civil y Arquitectura. Método para determinar la

humedad total de los agregados por secado (ASTM C 566).

NTC 77:1994, Ingeniería Civil y Arquitectura. Método para el tamizado

de los agregados finos y gruesos.(ASTM C 117)