Tema 27: Densidad y peso volumétrico de los agregados Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ingeniería Colegio de Ingeniería Civil =Tecnología del concreto= Marielena Cabrera López Tema 27: Densidad y peso volumétrico de los agregados

Densidad Una de las propiedades físicas de los agregados es la DENSIDAD Se sabe que la densidad de un material es numéricamente igual al peso específico Como generalmente las partículas de agregado tienen poros tanto saturables como no saturables, dependiendo de su permeabilidad interna, se genera una serie de estados de humedad a los que corresponde idéntico número de tipos de densidad, la que más interesa en el campo de la tecnología del concreto y específicamente en el diseño de mezclas es la densidad aparente aunque, por supuesto, la última es una relación mientras que la densidad se expresa en kilogramos por litro. Sin embargo, en la práctica del concreto, es más común expresar la densidad en kilogramos por metro cúbico Peso especifico  Relación Densidad  Kilogramos por litro Kilogramos por metro cúbico

Depende directamente de las características del grano de agregado. Porosidad: Las partículas de agregado tienen poros saturables como no saturables, dependiendo de su permeabilidad interna. Esta densidad absoluta se refiere al volumen de las partículas individuales y, naturalmente, no es físicamente posible empacar estas partículas para que no haya huecos entre ellas.

Tipos de densidad Densidad absoluta Densidad nominal Densidad aparente

Densidad absoluta Densidad nominal Se define como la relación que existe entre el peso de la masa del material y el volumen que ocupa única y exclusivamente la masa sólida, ósea que se excluyen todos los poros, saturables y no saturables. La densidad del concreto se puede variar entre menos de 300 y alrededor de 1 850 kg/m3. Densidad nominal Se define como la relación que existe entre el peso de la masa del material y el volumen que ocupan las partículas de es material incluidos los poros no saturables.

PRUEBAS DE LABORATORIO DENSIDAD PRUEBAS DE LABORATORIO

Densidad de los agregados finos Se pesan 200 gr de material Se coloca en un frasco volumétrico con capacidad de 450 ml con ayuda de un embudo Se agrega agua destilada hasta la cota de 200 ml Con agitación y volteo suave en el frasco se extrae el aire contenido en el material Se completa el llenado del frasco con agua destilada a los 450 ml Se elimina la espuma, basura o residuos de agua de la boquilla.

D= As Vf (K-F-As) Donde: D= es la densidad del agregado fino, adimensional As= es el peso de la arena saturada superficialmente seca, en gramos Vf= volumen del frasco o peso del agua, en gramos K= es la suma de los pesos del agua, agregado fino y del frasco, en gramos F= es el peso del frasco vacío, en gramos

Densidad del agregado grueso Se toma por cuarteo 500 gr. de material (pase malla ¾ y retenga malla 3/8) Se lavan las partículas Se dejan saturadas 24 horas Se elimina el exceso de agua: se coloca en una franela húmeda para secar la película de agua En un picnómetro se agrega agua hasta el derrame del vertedor. Se introduce partícula por partícula al picnómetro, midiendo el derrame con una probeta graduada.

D= Ps Vd o Donde: Vd= es el volumen desalojado, en centímetros cúbicos Ps= es el peso del material seco, en gramos o= es el peso especifico del agua= 1 gr/cm3

Densidad aparente En el campo de la tecnología del concreto la densidad que interesa es la densidad aparente. Cuando el agregado se va a dosificar realmente por volumen, es necesario saber la masa de agregado que llenaría un recipiente de volumen unitario. Esta se conoce como la densidad aparente del agregado. La densidad aparente del agregado también es conocida como peso volumétrico Los pesos volumétricos de un material son el acomodo de las partículas que componen una muestra en un volumen conocido.

La distribución de tamaño y de la forma de las partículas. Depende: La distribución de tamaño y de la forma de las partículas. Características del material y de la compactación real realizada. Porosidad: Los poros menores de 4 μm afectan la durabilidad de los agregados. Relación de huecos Depende: La distribución de tamaño y de la forma de las partículas. La forma de partículas afecta la proximidad de empacado que se puede alcanzar. Para un agregado grueso de peso especifico dado, una densidad aparente mayor significa que hay pocos huecos para que el agregado fino y el cemento los llenen. Características del material y de la compactación real realizada. La densidad aparente de los agregados depende también de la porosidad, y como consecuencia de esto, se ve afectado el rendimiento del concreto para determinada masa del agregado. Los poros menores de 4 μm afectan la durabilidad de los agregados.

PRUEBAS DE LABORATORIO PESO VOLUMÉTRICO PRUEBAS DE LABORATORIO

Prueba de laboratorio La prueba se efectúa en un cilindro metálico de diámetro y profundidad preescritos, que depende del tamaño máximo del agregado Densidad aparente suelta El agregado seco se coloca suavemente en el recipiente hasta que desborde y luego se nivela haciendo rodar horizontalmente una varilla en la parte superior, Densidad aparente compactada o varillada El recipiente se llena en tres etapas, se recata cada tercio con una varilla de punta redonda de 16 mm (5/8 pulg.) de diámetro.

Peso volumétrico seco suelto (PVSS) En un cuarteo de muestra se toma material de adentro y hacia afuera del cono Se llena un recipiente, con la ayuda de un cucharón, dejando caer el material de una altura aproximadamente de 20 cm, hasta que se derrame el material Se enraza el recipiente con una regla metálica Se hace el pesaje La prueba se realiza tres veces y el resultado será el promedio.

PVSS= (Prm –Pr) x 1000 = Pm x 1000 Vm Donde: PVVS= peso volumétrico seco suelto del material en kilogramos por metro cúbico. Prm= peso del recipiente conteniendo el material, en gramos. Pr= peso del recipiente, en gramos Pm= peso del material contenido en el recipiente, en gramos Vm= volumen del recipiente o del material contenido en el mismo, en centímetros cúbicos

Peso volumétrico seco compacto (PVSS) El llenado del recipiente es en tres capas Para cada capa el material debe compactarse, levantándolo 5 cm del suelo y dejándolo caer 25 veces, para un mejor acomodo de las partículas

PVSC= (Prm –Pr) x 1000 = Pm x 1000 Vm Donde: PVSC= peso volumétrico seco compacto del material en kilogramos por metro cúbico. Prm= peso del recipiente conteniendo el material, en gramos. Pr= peso del recipiente, en gramos Pm= peso del material contenido en el recipiente, en gramos Vm= volumen del recipiente o del material contenido en el mismo, en centímetros cúbicos

Conclusión La densidad es una propiedad que juega un papel muy importante en diferentes labores y ensayos de laboratorios, ayudándonos a obtener y conocer la calidad de material que se está usando en las construcciones. La densidad de los agregados es especialmente importante para los casos en que se busca diseñar concretos de bajo o alto peso unitario. Las bajas densidades indican también que el material es poroso y débil y de alta absorción.