LABORATORIO TECNOLOGIA DEL HORMIGON THA 2201

GUIAS DE LABORATORIO

CLASE N° 2

• Densidades aparentes en pétreos gruesos y finos. • Densidad real neta y absorción en pétreos gruesos y finos.

HORMIGÓN.

DuocUC Título

Teoría Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

Revisión Número: 0 Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Número:

HO 04-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

1 Aprobado por: Juan Niemann Soto

1. OBJETIVOS

Determinar la densidad en que se encuentra un material en su estado de acopio natural en sus diferentes posibilidades de depósito. Gracias a la densidad aparente podemos relacionar cantidades de masa con cantidades de volumen. 2. ANTECEDENTES GENERALES

Este método se aplica a los pétreos que se emplean en la elaboración de morteros, hormigones, tratamientos superficiales asfálticos y mezclas asfálticas. La densidad aparente, en el caso de los pétreos usados en construcción, es una propiedad física fundamental para caracterizarlos y poder dosificarlos en el diseño tanto de hormigones como mezclas asfálticas. La densidad aparente suelta es un parámetro especialmente utilizado en terreno, el cual sirve para cubicar camiones o medidas, su valor varia entre 1400 y 1700 kg/m3 para áridos normales. La densidad aparente compactada es un parámetro utilizado en algunos métodos de dosificación. El calculo de una dosificación se realiza en forma empírica con datos obtenidos en laboratorio, de esta forma los valores obtenidos se expresan en Kg, esto implica que al momento de ejecutar una dosificación nos encontramos con la problemática de saber cuanto pesa cierta cantidad de material, para este problema existe una solución, “la densidad aparente”, gracias a esta podemos saber cuanto pesa aproximadamente un volumen de cierto material con el cual finalmente podemos ejecutar nuestra dosificación. 3. TERMINOLOGIA.

Pétreo Grueso: Material Pétreo retenido en el tamiz de 5 mm (ASTM Nº 4). Huecos: Espacios vacíos entre las partículas de un material pétreo.

HORMIGÓN.

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Título

Teoría Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

Número:

HO 04-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Revisado por:

2 Aprobado por: Juan Niemann Soto

Poros: Espacios vacíos interiores de una partícula de material pétreo: a) Poro Accesible: Poros permeables o abierto. b) Poro Inaccesible: Poro impermeable o cerrado. A

B

Densidad (ρ): Es el cuociente entre la masa (m) y el volumen (v) de un material pétreo a una temperatura especificada. Se expresa en kg/m3.

•

Densidad Aparente: densidad en la que se considera el volumen macizo de las partículas de un pétreo más el volumen de los poros y de los huecos. Este volumen corresponde a la capacidad de la medida que lo contiene.

•

Densidad Aparente Suelta: densidad del pétreo vaciado en la medida según el procedimiento indicado en éste método.

•

Densidad Aparente Compactada: densidad aparente del pétreo compactado en la medida según los procedimientos indicados en este método.

Medida: Recipiente de capacidad volumétrica normal. Pétreo 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 ºC, difieren en un porcentaje igual o inferior al 0,1 % de la menor masa determinada. Tamaño Máximo Absoluto (Da): Corresponde a la abertura del menor tamiz de las series en que deja pasar el 100% de la masa del árido.

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Teoría Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

HORMIGÓN. Revisión Número: 0 Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Número:

HO 04-00-05/b 3 Aprobado por: Juan Niemann Soto

Tamaño Máximo Nominal (DN): Corresponde a la abertura del tamiz inmediatamente menor de Da, cuando por dicho tamiz pase el 90% o más de un árido; cuando pasa menos del 90%, el tamaño máximo nominal se considera igual al tamaño máximo absoluto. 4. EQUIPOS.

Balanza: Tendrá una capacidad superior a la masa de la medida llena con un pétreo de densidad aparente de 2000 Kg/m3 y una resolución de 1 g. Tendrá circulación de aire y temperatura regulable para las Horno: condiciones del ensayo. Varilla Pisón: Barra cilíndrica de acero liso de 16 mm de diámetro y 600 mm de longitud, con sus extremos terminados en semiesferas de 16mm de diámetro. Medidas Volumétricas: Metálicas, impermeables y provistas de dos asas. Su forma será cilíndrica recta y abierta por una de sus caras planas y rectificada para asegurar sus dimensiones interiores. Determinación de la capacidad volumétrica de la medida: El volumen se Varilla Pisón: barra cilíndrica de acero liso de 16 mm de diámetro y 600 mm de longitud, con sus extremos terminados en semiesferas de 16mm de diámetro. Medidas Volumétricas: metálicas, impermeables y provistas de dos asas. Su forma será cilíndrica recta y abierta por una de sus caras planas y rectificada para asegurar sus dimensiones interiores. Determinación de la capacidad volumétrica de la medida: el volumen se determinará con precisión del 0.1 %, pesando la masa de agua que llena la medida y dividiendo esta masa por la densidad del agua a la temperatura en que se encuentra.

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Teoría Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Herramientas y Accesorios: otros.

5.

Número:

HORMIGÓN.

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HO 04-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005

4

Revisado por:

Aprobado por: Juan Niemann Soto

Palas, poruñas, brochas, bandeja de secado,

TAMAÑO DE LA MUESTRA

Tamaño de la Muestra será un volumen de pétreo aproximadamente igual al doble de la capacidad volumétrica de la medida correspondiente.

DIMENSIONES DE LAS MEDIDAS Tamaño Máximo Nominal del Pétreo (mm)

Capacidad

Diámetro

Altura

Espesor mínimo

Volumétrica

Interior

Interior

del metal

(mm)

(mm)

155 +/- 2 205 +/- 2 255 +/- 2 355 +/- 2

160 +/- 2 305 +/- 2 295 +/- 2 305 +/- 2

3

16 25 50 100

m 0,003 0,010 0,015 0,030

l 3 10 15 30

Base (mm) 5 5 5 5

Pared (mm) 2,5 2,5 3,0 3,0

6. RESUMEN DEL PROCEDIMIENTO.

Vacíe el pétreo en una medida de capacidad volumétrica especificada ( v ) para el tamaño máximo nominal del pétreo. Determine la masa ( m ) del pétreo suelto o compactado que llena la medida. Determine la densidad aparente

Número:

HORMIGÓN.

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Teoría Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

HO 04-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Revisado por:

5 Aprobado por: Juan Niemann Soto

dividiendo la masa del pétreo por la capacidad volumétrica de la medida. Calcule la densidad aparente como el promedio aritmético de dos ensayes sobre muestras gemelas. 7. EJEMPLO Y EJERCICIOS

7.1 Ejemplo Densidad Aparente Suelta Ensayo 1 Peso Molde (gr) A 3.481 Peso Molde + Suelo (gr) B 11.440 Volumen del Molde (cm3) C 5.142

Ensayo 2 3.481 11.520 5.142

Densidad Aparente Suelta ( ρas )

ρ as = donde: ms V

: :

ms V

(Kg/m3)

Masa del pétreo suelto que llena la medida. Capacidad volumétrica de la medida.

Aproximar el resultado, en cada caso, a 1 Kg/m3 Calcular la densidad aparente como el promedio aritmético de dos ensayes sobre muestras gemelas, aproximando a 10 Kg/m3. Nota: Se aceptará la determinación de cada densidad aparente cuando la diferencia entre los dos resultados obtenidos por un mismo operador, en ensayes sobre muestras gemelas, sea igual o inferior a 30 Kg/m3. Ensaye dos nuevas muestras gemelas cuando no se cumpla con lo especificado en ésta nota

Masa del Suelo ms = B – C ms1 = 11.440 - 3.481 = 7.959 grs. Densidad Aparente Suelta

ρas1 = 7.959 / 5.142 = 1.548 Kg/m3 ρas2 = 8.039 / 5.142 = 1.563 Kg/m3

ms2 = 11.520 - 3.481 = 8.039 grs.

Número:

HORMIGÓN.

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Teoría Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Diferencia = 1.563 – 1.548 = 15 Kg/m

3

HO 04-00-05/b

Revisado por:

6 Aprobado por: Juan Niemann Soto

ACEPTADO 3

Densidad Aparente Suelta = 1.556 Kg/m

7.2 Ejercicio Densidad Aparente Compactada Ensayo 1 Peso Molde (gr) A 3.481 Peso Molde + Suelo (gr) B 11.504 Volumen del Molde (cm3) C 5.142

Ensayo 2 3.481 11.611 5.142

ms 1 = ms 2 =

ρas1 =

/

=

Kg/m 3

ρas2 =

/

=

Kg/m3

Diferencia = Densidad Aparente Compactada =

8. BIBLIOGRAFIA

Nch 1116 Of 77 : Determinación de la Densidad Aparente de los Pétreos. Método 8.202.19 (LNV 67), Volumen Nº 8 del Manual de Carretera. Manual de Ensayos del Hormigón – Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón.

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Ensaye Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Número:

HO 04-00-05/b 1 Aprobado por: Juan Niemann Soto

1. PROCEDIMIENTO

a) Seleccionar el material mediante el método de cuarteo. b) Secar la muestra hasta masa constante en un horno a una temperatura de 110 ± 5ªC. 1.1 Densidad Aparente Suelta

a) Se aplicará a los pétreos de tamaño máximo nominal igual o menor a 100 mm. b) Pesar y registrar la masa del recipiente.

c) Llenar la medida volumétrica con una poruña, descargándola desde una altura de aproximadamente 5 cm sobre el borde superior de la medida.

HORMIGÓN.

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Ensaye Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Número:

HO 04-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

2 Aprobado por: Juan Niemann Soto

d) Desplazar la poruña alrededor del borde, distribuyendo uniformemente el vaciado. e) Eliminar el exceso de pétreo usando la varilla pisón como regla de enrase, sin presionar.

f) Determinar y registrar la masa (en Kg) del pétreo suelto que llena la medida aproximando a 1 g.

1.2 Densidad Aparente Compactada 1.2.1 Por Apisonado: a) Se aplica a los pétreos de tamaño máximo nominal igual o menor a 50 mm. b) Pesar y registrar la masa del recipiente. c) Se llena la medida en tres capas de igual espesor, compactando cada capa con 25 golpes de pisón uniformemente repartidos. d) La capa inferior se apisona en todo su espesor, evitando dañar el fondo de la medida.

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Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Número:

HO 04-00-05/b 3 Aprobado por: Juan Niemann Soto

e) Las capas superiores se compactan penetrando el pisón en la capa inmediatamente inferior. f) La última capa deberá rellenarse con sobre exceso de pétreo sobre el borde de la medida, la que una vez compactada, se enrasará utilizando la varilla pisón sin presionar. g) Determinar y registrar la masa (en Kg.) del pétreo compactado que llena la medida aproximando a 1 g.

1.2.2 Por Percusión: a) Se aplica a los pétreos de tamaño máximo nominal igual o superior a 50 mm e igual o inferior a 100 mm. b) Pesar y registrar la masa del recipiente. c) Se llena la medida en tres capas de igual espesor, asentando cada capa por levante alternado de cada asa, 25 veces. d) Para esto, se levanta la medida alternadamente por sus asas opuestas, a una altura de caída de aproximadamente 5 cm contra una base firme, por ejemplo un pavimento de hormigón.

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Ensaye Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Número:

HO 04-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

4 Aprobado por: Juan Niemann Soto

e) Repetir hasta completar 50 percusiones en total (25 por cada asa). f) Eliminar el exceso de pétreo utilizando la varilla pisón como regla de enrase. g) Determinar y registrar la masa (en Kg.) del pétreo compactado que llena la medida aproximando a 1 g.

2. CALCULOS

8.1

Densidad Aparente Suelta ( ρas )

ρ as = donde: ms 8.2

:

ms V

(Kg/m3)

Masa del pétreo suelto que llena la medida.

Densidad Aparente Compactada ( ρac )

ρ ac = donde: mc V

: :

mc V

(Kg/m3)

Masa del pétreo compactado que llena la medida. Capacidad volumétrica de la medida.

Aproximar el resultado, en cada caso, a 1 Kg/m3 Calcular la densidad aparente como el promedio aritmético de dos ensayes sobre muestras gemelas, aproximando a 10 Kg/m3.

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Número:

HO 04-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

5 Aprobado por: Juan Niemann Soto

Nota: Se aceptará la determinación de cada densidad aparente cuando la diferencia entre los dos resultados obtenidos por un mismo operador, en ensayes sobre muestras gemelas, sea igual o inferior a 30 Kg/m3. Ensaye dos nuevas muestras gemelas cuando no se cumpla con lo especificado en ésta nota

8.3

Densidad Aparente Suelta Húmeda ( ρas húmeda )

Para el uso de pétreo finos en estado húmedo, calcule la densidad aparente suelta según la formula siguiente:

ρas Húmeda =

ms Húmeda V

(Kg/m3)

Para aceptar la determinación, la diferencia entre resultados de ensayes sobre muestras gemelas deberá ser igual o inferior que 50 kg/m3. Cuando se realice este ensaye, en el informe deberá indicarse también el contenido de humedad del pétreo expresado como porcentaje de la masa del pétreo seco. 3. BIBLIOGRAFIA

Nch 1116 Of 77 : Determinación de la Densidad Aparente de los Pétreos. Método 8.202.19 (LNV 67), Volumen Nº 8 del Manual de Carretera. Manual de Ensayos del Hormigón – Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón.

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Teoría Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Gruesos

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005

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Número:

HO 06-00-05/b 1 Aprobado por: Juan Niemann Soto

1. OBJETIVOS

Determinar las densidades real, neta y la absorción de agua para pétreos gruesos. Es aplicable a los pétreos gruesos de densidad neta entre 2.000 y 3.000 kg/m3, que se emplean en el análisis de suelos, elaboración de hormigones y obras asfálticas. 2. ANTECEDENTES GENERALES

La determinación de la densidad real en los áridos gruesos es un valor de vital importancia al momento de dosificar, ya que gracias a este dato podemos obtener el valor que aporta este árido en una dosificación. La densidad del Hormigón dependerá de la densidad real y la proporción en que participen cada uno de los diferentes materiales que lo constituyen. Es así como, si se quiere construir hormigones livianos, por ejemplo para obtener aislamiento térmica y acústica, u hormigones pesados por ejemplo para aislamiento contra partículas radioactivas, uno de los factores que se puede variar es el tipo de árido con densidad real más baja o alta según sea el caso. 3. TERMINOLOGIA.

Pétreo Grueso: Material Pétreo retenido en el tamiz de 5 mm (ASTM Nº 4) en el caso de suelo y hormigones. Huecos: Espacios vacíos entre las partículas de un material pétreo. Poros:

Espacios vacíos interiores de una partícula de material pétreo: a) Poro Accesible: Poros permeables o abierto. b) Poro Inaccesible: Poro impermeable o cerrado. A

B

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Teoría Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Gruesos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Número:

HO 06-00-05/b 2 Aprobado por: Juan Niemann Soto

Densidad (ρ): Es el cuociente entre la masa (m) y el volumen (v) de un material pétreo a una temperatura especificada. Se expresa en kg/m3. a) Densidad Real (ρR): densidad en que se considera el volumen de macizo de las partículas del pétreo, más el volumen de los poros accesibles e inaccesibles de esas partículas. •

Densidad Real del Pétreo Seco (ρRS): Densidad real en que se considera solamente la masa del pétreo seco.

•

Densidad Real del Pétreo Saturado Superficialmente Seco (ρRT): Densidad real en que se considera la masa del pétreo 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 más el volumen de los poros inaccesibles. Absorción de Agua (α): Masa de agua necesaria para llevar un pétreo de estado seco a estado saturado superficialmente seco (sss). Se expresa como porcentaje del pétreo secado en horno hasta masa constante. Pétreo 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 ºC, difieren en un porcentaje igual o inferior al 0,1 % de la menor masa determinada. 4. ABSORCIÓN

Siempre es necesario tener en cuenta la porosidad de los áridos, ya que en general los áridos porosos no es conveniente emplearlos en fabricación de hormigones hidráulicos. El árido poroso, además puede ser afectado por las heladas. El agua es capaz de penetrar en el árido puede congelarse al interior de este cuando baja la temperatura, esta produce expansiones que en definitiva pueden provocar agrietamiento y por lo tanto disminuye la resistencia del hormigón. Una forma de medir la porosidad del árido, es a través de la medición de la absorción. Por otra parte es fundamental conocer el valor de este parametro ya que para preparar un hormigón, deberá conocerse la cantidad de agua absorbida por los áridos y sumarla al agua necesaria para el amasado.

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Teoría Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Gruesos

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Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Número:

HO 06-00-05/b 3 Aprobado por: Juan Niemann Soto

5. EQUIPOS

Balanza: Tendrá una capacidad superior a la masa del canastillo porta muestra más la masa de la muestra de ensaye y una resolución de 1 g. Horno: Tendrá circulación de aire y temperatura regulable para las condiciones del ensayo. Canastillo Porta Muestra: Cesto de alambre con malla de abertura igual o menor a 3 mm y de capacidad igual o mayor a 4 l. Tendrá un dispositivo que permita suspenderlo del platillo de la balanza. Deben estar limpios, de material resistente, estancos y de Recipientes: capacidad suficiente para contener la muestra de ensaye. Herramientas y Accesorios: otros.

Palas, poruñas, brochas, bandeja de secado,

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Teoría Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Gruesos 6.

Número:

HORMIGÓN.

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HO 06-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

4 Aprobado por: Juan Niemann Soto

TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE

Cantidad Mínima de Muestra Según Tamaño Máximo Nominal del Árido Tamaño Máximo Nominal

Cantidad Mínima de Muestra

( mm )

(g)

12,5

2.000

20

3.000

25

4.000

40

5.000

50

8.000

7. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

a) Obtener la muestra por el método de cuarteo. b) Eliminar por tamizado las partículas inferiores a 5 mm para hormigón o suelo. c) Lavar la muestra hasta remover el polvo superficial o cualquier materia extraña adherida a las partículas. d) Secar la muestra hasta masa constante en un horno a una temperatura de 110 ± 5ªC. e) Enfriar la muestra al aire a temperatura ambiente de laboratorio por un período de 24 ± 4 horas. f) Sumergir la muestra en agua potable a temperatura ambiente de laboratorio por un período de 24 ± 4 horas. Nota: Se debe tener presente que existen pétreos cuya saturación no se completa en 24 h. En este caso es necesario continuar el control de absorción hasta que dos pesadas sucesivas, separadas por una hora de inmersión, difieran en un porcentaje igual o inferior que el 0,1 % de la menor masa determinada.

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Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Número:

HO 06-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

5 Aprobado por: Juan Niemann Soto

8. RESUMEN DEL PROCEDIMIENTO.

El material pétreo se sumerge en agua durante 24 h con el objeto de llenar los poros. Transcurrido este tiempo retire la muestra del agua, seque superficialmente las partículas y registre su peso en esta condición. Sumerja nuevamente en agua y registre la masa obtenida. Finalmente seque la muestra hasta masa constante y pese, registrándose la masa obtenida. Basándose en las pesadas anteriores y utilizando las formulas que se incluyen en el presente método, calcule la densidad real, la densidad neta y la absorción.

9. EJEMPLO Y EJERCICIOS.

9.1 Ejemplo A.B.C.-

Pesada Sumergida Pesada al Aire SSS Pesada al Aire Seca

: 2.980 grs. : 4.714 grs. : 4.677 grs.

Densidad Real del Pétreo Saturado Superficialmente Seco (ρRT)

ρ RT =

B × 1000 B− A

(Kg/m3)

3

Aproximar el resultado a 1 Kg/m .

Densidad Real del Pétreo Seco (ρRS)

ρ RS =

C ×1000 B− A

(Kg/m3)

C ×1000 C−A

(Kg/m3)

3

Aproximar el resultado a 1 Kg/m .

Densidad Neta (ρN)

ρN = 3

Aproximar el resultado a 1 Kg/m .

HORMIGÓN.

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Teoría Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Gruesos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Número:

HO 06-00-05/b 6 Aprobado por: Juan Niemann Soto

Absorción de Agua (α)

α=

B −C ×100 (%) C

donde: ρ α A B C

: Densidad (kg/m3). : Absorción (%). : Pesada Sumergida (g). : Pesada al aire en condición saturada superficialmente seco (g). : Pesada al aire ambiente del pétreo seco (g).

Solución del ejemplo

ρRT = ( 4.714 / ( 4.714 – 2.980 ) ) x 1000

= 2.719 Kg/m3.

ρRS = ( 4.677 / ( 4.714 – 2.980 ) ) x 1000

= 2.697 Kg/m3.

ρN = ( 4.677 / ( 4.677 – 2.980 ) ) x 1000

= 2.756 Kg/m3.

α

= 0.8 %.

= ( ( 4.714 – 4.677 ) / 4.677 ) x 100

Nota: Para efectos prácticos se considerará la densidad del agua como 1.000 kg/m3 en lugar del valor real a 20 ºC que es 998,20 kg/m3.

Calcular las densidades y absorción del pétreo como el promedio aritmético de dos ensayes sobre muestras gemelas. Las densidades se expresarán en Kg/m3 aproximando a 10 Kg/m3, y la absorción se expresará en % aproximando a 0,05 %. Nota: Se aceptará la determinación de densidades real y neta y la absorción de agua, cuando la diferencia entre los dos resultados obtenidos por uno o más laboratoristas sobre muestras de un mismo lote, o sea: • Igual o inferior a 20 Kg/m3 en las densidades. Igual o inferior a 0,3 % en la determinación de la absorción.

9.2 Ejercicio A.-

Pesada Sumergida

: 2.866 grs.

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Teoría Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Gruesos B.C.-

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Pesada al Aire SSS Pesada al Aire Seca

HO 06-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

7 Aprobado por: Juan Niemann Soto

: 4.546 grs. : 4.520 grs.

ρRT = (

/(

–

) ) x 1000

=

Kg/m3.

ρRS = (

/(

–

) ) x 1000

=

Kg/m 3.

ρN = (

/(

–

) ) x 1000

=

Kg/m 3.

α =((

–

)/

) x 100

=

%.

10. BIBLIOGRAFIA

Nch 1117 Of 77 : Determinación de las Densidades Real y Neta y Absorción de Agua de los Pétreos Gruesos. Nch 1326 Of 77 : Determinación de Huecos en los Pétreos. Método 8.202.20 (LNV 68), Volumen Nº 8 del Manual de Carretera. Manual de Ensayos del Hormigón – Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón.

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Ensaye Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Gruesos

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Número:

HO 06-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

1 Aprobado por: Juan Niemann Soto

1. PROCEDIMIENTO

Se efectuarán tres pesadas de la muestra de ensaye en distintas condiciones. 1.1 Pesada Sumergida (A) a) Retirar la muestra del agua y colocarla inmediatamente en el canastillo porta muestra. b) Sumergir el canastillo en agua a 20 ± 3ªC y determinar por pesada sumergida la masa de la muestra menos la masa del agua desplazada, aproximando a 1 g. Registrar su valor como A.

1.2 Pesada al Aire en condición Saturado Superficialmente Seco (B) a) Retirar la muestra del canastillo y secar superficialmente las partículas haciéndolas rodar sobre un paño absorbente húmedo, hasta que desaparezca la película visible de agua adherida.

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Ensaye Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Gruesos

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HO 06-00-05/b 2 Aprobado por: Juan Niemann Soto

b) Secar individualmente las partículas mayores. Efectuar toda la operación en el menor tiempo posible para evitar la evaporación de agua de los poros.

c) Determinar inmediatamente la masa del pétreo en condición sss, por pesada al aire ambiente, aproximando a 1 g. Registrar su valor como B.

1.3 Pesada al Aire Ambiente del Pétreo Seco (C) a) Secar la muestra hasta masa constante en horno a una temperatura de 110 ± 5ªC. b) Enfriar la muestra hasta temperatura ambiente de laboratorio, en lo posible dentro de un recipiente seco, para evitar la absorción de humedad del aire. c) Determinar la masa de la muestra seca, por pesada al aire ambiente, aproximando a 1g. Registrar su valor como C.

HORMIGÓN.

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Ensaye Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Gruesos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Número:

HO 06-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

3 Aprobado por: Juan Niemann Soto

2. CALCULOS

2.1 Densidad Real Densidad Real del Pétreo Saturado Superficialmente Seco (ρRT)

ρ RT =

B ×1000 B− A

(Kg/m3) 3

Aproximar el resultado a 1 Kg/m .

Densidad Real del Pétreo Seco (ρRS)

ρ RS =

C ×1000 B− A

(Kg/m3) 3

Aproximar el resultado a 1 Kg/m .

2.2 Densidad Neta (ρN)

ρN =

C ×1000 C−A

(Kg/m3)

Aproximar el resultado a 1 Kg/m3.

2.3 Absorción de Agua (α)

α=

B −C ×100 (%) C

donde: ρ α A B C

: Densidad (kg/m3). : Absorción (%). : Pesada Sumergida (g). : Pesada al aire en condición saturada superficialmente seco (g). : Pesada al aire ambiente del pétreo seco (g).

Nota: Para efectos prácticos se considerará la densidad del agua como 1.000 kg/m3 en lugar del valor real a 20 ºC que es 998,20 kg/m3.

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Título

Ensaye Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Gruesos

Número:

HORMIGÓN.

DuocUC

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

HO 06-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

4 Aprobado por: Juan Niemann Soto

Calcular las densidades y absorción del pétreo como el promedio aritmético de dos ensayes sobre muestras gemelas. Las densidades se expresarán en Kg/m3 aproximando a 10 Kg/m3, y la absorción se expresará en % aproximando a 0,05 %. Nota: Se aceptará la determinación de densidades real y neta y la absorción de agua, cuando la diferencia entre los dos resultados obtenidos por uno o más laboratoristas sobre muestras de un mismo lote, o sea: • •

Igual o inferior a 20 Kg/m3 en las densidades. Igual o inferior a 0,3 % en la determinación de la absorción.

2.4 Porcentaje de Huecos (H) Calcular el contenido de huecos, usando la expresión siguiente y aproximando al 1 %:

H=

ρ RS − ρ a ×100 (%) ρ RS

2.5 Laboratorio A.B.C.-

Pesada Sumergida Pesada al Aire SSS Pesada al Aire Seca

: : :

grs. grs. grs.

3. BIBLIOGRAFIA

Nch 1117 Of 77 : Determinación de las Densidades Real y Neta y Absorción de Agua de los Pétreos Gruesos. Nch 1326 Of 77 : Determinación de Huecos en los Pétreos. Método 8.202.20 (LNV 68), Volumen Nº 8 del Manual de Carretera. Manual de Ensayos del Hormigón – Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón.

HORMIGÓN.

DuocUC

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Título

Teoría Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Revisado por:

Número:

HO 07-00-05/b 1 Aprobado por: Juan Niemann Soto

1. OBJETIVOS

Determinar las densidades real, neta y la absorción de agua para pétreos finos. Es aplicable a los pétreos gruesos de densidad neta entre 2.000 y 3.000 kg/m3, que se emplean en la elaboración de hormigones, morteros y pavimentos asfálticos. 2. ANTECEDENTES GENERALES

La determinación de la densidad real en los áridos finos es un valor de vital importancia al momento de dosificar, ya que gracias a este dato podemos obtener el valor que aporta este árido en una dosificación. La densidad del Hormigón dependerá de la densidad real y la proporción en que participen cada uno de los diferentes materiales que lo constituyen. Es así como, si se quiere construir hormigones livianos, por ejemplo para obtener aislamiento térmica y acústica, u hormigones pesados por ejemplo para aislamiento contra partículas radioactivas, uno de los factores que se puede variar es el tipo de árido con densidad real más baja o alta según sea el caso. 3. TERMINOLOGIA.

Pétreo Fino: Material Pétreo que pasa el tamiz de 5 mm (ASTM Nº 4) en el caso de suelo y hormigones. Huecos: Espacios vacíos entre las partículas de un material pétreo. Poros:

Espacios vacíos interiores de una partícula de material pétreo: a) Poro Accesible: Poros permeables o abierto. b) Poro Inaccesible: Poro impermeable o cerrado.

A

B

Densidad (ρ): Es el cuociente entre la masa (m) y el volumen (v) de un material pétreo a una temperatura especificada. Se expresa en kg/m3.

DuocUC

HORMIGÓN. Revisión Número: 0

Título

Teoría Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Número:

HO 07-00-05/b 2 Aprobado por: Juan Niemann Soto

a) Densidad Real (ρR): densidad en que se considera el volumen de macizo de las partículas del pétreo, más el volumen de los poros accesibles e inaccesibles de esas partículas. •

Densidad Real del Pétreo Seco (ρRS): Densidad real en que se considera solamente la masa del pétreo seco.

•

Densidad Real del Pétreo Saturado Superficialmente Seco (ρRT): Densidad real en que se considera la masa del pétreo 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 más el volumen de los poros inaccesibles. Absorción de Agua (α): Masa de agua necesaria para llevar un pétreo de estado seco a estado saturado superficialmente seco (sss). Se expresa como porcentaje del pétreo secado en horno hasta masa constante. Pétreo 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 ºC, difieren en un porcentaje igual o inferior al 0,1 % de la menor masa determinada. 4. EQUIPOS.

Balanza:

Tendrá una capacidad superior a 1 Kg. y una resolución de 1 g.

Tendrá circulación de aire y temperatura regulable para las Horno: condiciones del ensayo. Recipientes: Deben estar limpios, de material resistente, estancos y de capacidad suficiente para contener la muestra de ensaye. Matraz: Será un matraz aforado. Debe llevar una marca de calibración que indique el volumen contenido con una resolución de 0,1 cm3. Dicho volumen debe exceder a lo menos un 50 % el volumen aparente del pétreo fino. Molde: Será metálico y tronco-cónico, de diámetro superior 38 mm, de diámetro inferior de 89 mm y 74 mm de altura. Pisón: Varilla metálica con un extremo de sección plana y circular, de 25 mm de diámetro y una masa de 350 ± 10 g.

HORMIGÓN.

DuocUC

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Título

Teoría Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Herramientas y Accesorios: otros.

5.

Número:

HO 07-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

3 Aprobado por: Juan Niemann Soto

Palas, poruñas, brochas, bandeja de secado,

TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE

Para cada ensaye se usara una cantidad de pétreo fino superior a 50 g y inferior a 500 g. 6. RESUMEN DEL PROCEDIMIENTO.

Acondicione la muestra de pétreo fino, determinando su masa en condiciones seca y saturada y superficialmente seca. Calcule el volumen como la masa de agua desplazada por el pétreo fino sumergido en un matraz aforado. Finalmente, calcule la densidad real, la densidad neta y la absorción de agua, en función de los valores obtenidos en las diferentes condiciones de determinación de masas. 7. EJEMPLO Y EJERCICIO

7.1 Ejemplo Ma Msss Ms Mm

: 664 grs : 300 grs. : 294,8 grs. : 852,2 grs.

Densidad Real del Pétreo Saturado Superficialmente Seco (ρRT)

Número:

HORMIGÓN.

DuocUC

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Título

Teoría Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

ρ RT =

HO 07-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Msss ×1000 Ma3 + Msss − Mm

4 Aprobado por: Juan Niemann Soto

(Kg/m3)

Aproximar el resultado a 1 Kg/m .

Densidad Real del Pétreo Seco (ρRS)

ρ RS =

Ms × 1000 Ma3 + Msss − Mm

(Kg/m3)

Aproximar el resultado a 1 Kg/m .

Densidad Neta (ρN)

ρN =

Ms ×1000 Ma + Ms − Mm

(Kg/m3)

3

Aproximar el resultado a 1 Kg/m .

Absorción de Agua (α)

α=

Msss − Ms ×100 Ms

(%)

donde: ρ α Ms Msss Ma Mm

: Densidad (kg/m3). : Absorción (%). : Masa de la muestra seca (g). : Masa de la muestra saturada superficialmente seca (g). : Masa del matraz con agua hasta la marca de calibración (g). : Masa del matraz con la muestra más agua hasta la marca de calibración (g).

Solución

ρRT= ( 300 / ( 664 + 300 – 852,2 )) x 1000

= 2.683 Kg/m3.

ρS= ( 294,8 / ( 664 + 300 – 852,2 )) x 1000

= 2.637 Kg/m 3.

ρN= ( 294,8 / ( 664 + 294,8 – 852,2 )) x 1000

= 2.765 Kg/m3.

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Título

Teoría Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

α= (( 300 – 294,8 ) /

Número:

HORMIGÓN.

DuocUC

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

294,8 ) x 100

HO 07-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

5 Aprobado por: Juan Niemann Soto

= 1,8 %

7.2 Ejercicio Ma Msss Ms Mm

: 667,2 grs : 300 grs. : 291,6 grs. : 854,2 grs.

ρRT= ρS= ρN= α=

Nota: Para efectos prácticos se considerará la densidad del agua como 1.000 kg/m3 en lugar del valor real a 20 ºC que es 998,20 kg/m3.

Calcular las densidades y absorción del pétreo como el promedio aritmético de dos ensayes sobre muestras gemelas. Las densidades se expresarán en Kg/m3 aproximando a 10 Kg/m3, y la absorción se expresará en % aproximando a 0,05 %. Nota: Se aceptará la determinación de densidades real y neta y la absorción de agua, cuando la diferencia entre los dos resultados obtenidos por uno o más laboratoristas sobre muestras de un mismo lote, sea: • •

Igual o inferior a 20 Kg/m3 en las densidades. Igual o inferior a 0,3 % en la determinación de la absorción.

DuocUC Título

Teoría Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

HORMIGÓN. Revisión Número: 0 Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Número:

HO 07-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

6 Aprobado por: Juan Niemann Soto

8. BIBLIOGRAFIA

Nch 1239 Of 77 : Determinación de las Densidades Real y Neta y Absorción de Agua de los Pétreos Finos. Método 8.202.21 (LNV 69), Volumen Nº 8 del Manual de Carretera. Manual de Ensayos del Hormigón – Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón.

HORMIGÓN.

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Título

Ensaye Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Número:

HO 07-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

1 Aprobado por: Juan Niemann Soto

PROCEDIMIENTOS 1. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

a) Eliminar por tamizado las partículas retenidas en tamiz de 5 mm. b) Si la muestra es un integral, es decir, si contiene un porcentaje retenido, mayor al 15 % en los tamices de referencia anteriores, la fracción retenida se ensayara de acuerdo a H06 y la fracción que pasa se ensayará según este método. El resultado se expresará como el promedio ponderado de las densidades reales y netas y absorción correspondientes a ambas fracciones. c) Reducir por cuarteo la muestra de laboratorio a una cantidad de aproximadamente el doble del tamaño de muestra requerido. d) Secar la muestra hasta masa constante en un horno a una temperatura de 110 ± 5ªC.

DuocUC

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Título

Ensaye Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

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Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Número:

HO 07-00-05/b 2 Aprobado por: Juan Niemann Soto

e) Sumergir la muestra en agua potable a temperatura ambiente de laboratorio por un período de 24 ± 4 horas.

f) Terminada la inmersión, extender el pétreo sobre una superficie lisa exponiéndolo a una corriente suave de aire caliente, hasta que el pétreo alcance una condición suelta.

g) Disponer el molde cónico sobre una superficie lisa y no absorbente.

DuocUC

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Título

Ensaye Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Número:

HO 07-00-05/b 3 Aprobado por: Juan Niemann Soto

h) Llenarlo con el pétreo en condición suelta y compactarlo con 25 golpes de pisón.

i) Levantar el molde verticalmente. Si hay humedad superficial el cono de pétreo fino conservará su forma. En ese caso continuar secando y repetir el moldeo hasta que el cono de material se asiente según su talud natural al retirar el molde.

DuocUC

HORMIGÓN. Revisión Número: 0

Título

Ensaye Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Número:

HO 07-00-05/b 4 Aprobado por: Juan Niemann Soto

En este último caso, el pétreo fino ha alcanzado la condición de saturado superficie seca (SSS). j) Inmediatamente a este último paso, separar por cuarteo la muestra de ensaye. 2. PROCEDIMIENTO

a) Inmediatamente que el pétreo alcance la condición de saturado superficialmente seco, obtenga el tamaño de muestra de ensaye requerido, pese y registre su masa (msss).

DuocUC

HORMIGÓN. Revisión Número: 0

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Ensaye Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

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Número:

HO 07-00-05/b 5 Aprobado por: Juan Niemann Soto

b) Introducir la muestra en el matraz y llenar casi hasta la marca de calibración con agua a una temperatura de 20 ± 2 ªC

c) Eliminar las burbujas de aire del matraz golpeándolo suavemente contra la palma de la mano o bien revolviendo el agua con una varilla de vidrio. d) Dejar reposar 1 hora, cuidando que el agua no cambie mayormente su temperatura. e) Llenar con agua a 20 ± 2 ªC hasta la marca de calibración, agitar y dejar reposar nuevamente. f) Medir y registrar la masa total del matraz más la muestra de ensaye y el agua (Mm). g) Sacar la muestra del matraz, evitando pérdidas de material y secarla hasta masa constante en horno a una temperatura de 110 ± 5 ªC.

Número:

HORMIGÓN.

DuocUC

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Título

Ensaye Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

HO 07-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

6 Aprobado por: Juan Niemann Soto

Dejar enfriar a temperatura ambiente y registrar la masa de la masa de la muestra en condición seca (ms). h) Llenar el matraz sólo con agua hasta la marca de calibración y registrar la masa del matraz más el agua (Ma).

3. CALCULOS

3.1 Densidad Real Densidad Real del Pétreo Saturado Superficialmente Seco (ρRT)

ρ RT =

Msss ×1000 Ma + Msss − Mm

(Kg/m3)

3

Aproximar el resultado a 1 Kg/m .

Densidad Real del Pétreo Seco (ρRS)

ρ RS =

Ms ×1000 Ma + Msss − Mm

(Kg/m3)

3

Aproximar el resultado a 1 Kg/m .

3.2 Densidad Neta (ρN)

ρN =

Ms ×1000 Ma + Ms − Mm

Aproximar el resultado a 1 Kg/m3.

3.3 Absorción de Agua (α)

(Kg/m3)

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Título

Ensaye Densidades Real, Neta y Absorción en Pétreos Finos

Número:

HORMIGÓN.

DuocUC

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

α=

HO 07-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Msss − Ms × 100 Ms

7 Aprobado por: Juan Niemann Soto

(%)

donde: ρ α Ms Msss Ma Mm

: Densidad (kg/m3). : Absorción (%). : Masa de la muestra seca (g). : Masa de la muestra saturada superficialmente seca (g). : Masa del matraz con agua hasta la marca de calibración (g). : Masa del matraz con la muestra más agua hasta la marca de calibración (g).

Nota: Para efectos prácticos se considerará la densidad del agua como 1.000 kg/m3 en lugar del valor real a 20 ºC que es 998,20 kg/m3.

Calcular las densidades y absorción del pétreo como el promedio aritmético de dos ensayes sobre muestras gemelas. Las densidades se expresarán en Kg/m3 aproximando a 10 Kg/m3, y la absorción se expresará en % aproximando a 0,05 %. Nota: Se aceptará la determinación de densidades real y neta y la absorción de agua, cuando la diferencia entre los dos resultados obtenidos por uno o más laboratoristas sobre muestras de un mismo lote, o sea: • •

Igual o inferior a 20 Kg/m3 en las densidades. Igual o inferior a 0,3 % en la determinación de la absorción.

4. BIBLIOGRAFIA

Nch 1239 Of 77 : Determinación de las Densidades Real y Neta y Absorción de Agua de los Pétreos Finos. Método 8.202.21 (LNV 69), Volumen Nº 8 del Manual de Carretera. Manual de Ensayos del Hormigón – Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón.