C29-C29M-91a

Método Estándar de Prueba para la Unidad de Peso y Vacíos en Agregados

Designación ASTM: C29/C29M-91a

1. Alcance.

1.1 Este método de prueba cubre la determinación de la unidad de peso en una condición de pérdida o compactación y el cálculo de los vacíos de aire en finos, gruesos o agregados mezclados basándose en la misma determinación. Este método de prueba es aplicable a los agregados que no exceden en más de 150 mm el tamaño máximo nominal.

NOTA 1. La unidad de peso es la terminología tradicional utilizada para describir la determinada apropiadamente por este método de prueba. Algunos creen que el término apropiado es unidad de masa, o densidad, o densidad volumétrica, pero no se ha obtenido consenso en esta terminología alterna.

1.2 Los valores establecidos en unidades métricas aceptables se deben tener por separado como estándar, apropiadas para la especificación en donde este método será aplicado. Se debe hacer una excepción en relación de los tamaños de las cribas y el tamaño nominal de los agregados, en donde los valores métricos son el estándar como se establece en la Especificación E11. Dentro del texto, las unidades métricas se muestran en paréntesis. Los valores establecidos en cada sistema pueden no ser el equivalente exacto, mas aun cada sistema debe utilizarse de manera independiente de otro, sin combinar los valores de ninguna forma.

1.3 No es el propósito de este estándar establecer todas las condiciones de seguridad, si se requieren, asociadas con el uso de este estándar. Es responsabilidad del usuario de este estándar el establecer las prácticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicación de limitaciones regulatorias antes de su uso.

2. Documentos de Referencia.

2.1 Estándares ASTM:

C125 Terminología Relacionada con el Concreto y Agregados para Agregado.C127 Método de Prueba para Peso Específico, Densidad y Absorción del Agregado Grueso.C128 Método de Prueba para Peso Específico, Densidad y Absorción del Agregado Fino.C138 Método de Ensaye para Determinar el Peso Unitario y el Aire Incluido del Concreto.C670 Práctica de Producir Reglamentos de Precisión y Aproximación en los Métodos de Ensaye

en Materiales de Construcción.C702 Práctica para Reducción de Muestras de Agregados a Tamaños de Ensaye.D75 Práctica para Muestreo de Agregados. D123 Terminología Relativa a Textiles.E11 Especificaciones de Malla de Tela Metálica para Propósitos de Ensaye.

2.2 Estándares AASHTO:

T19 Método de Ensaye para Determinar Unidades de Peso y de Vacíos en el Agregado.

3. Terminología.

3.1 Definiciones. Las definiciones están de acuerdo con la Terminología C125 a menos que se indique otra cosa.

3.1.1 Masa, n, la cantidad de masa en un cuerpo (ver Peso).

3.1.1.1 Discusión. Las unidades de masa son el kilogramo (kg), las libras (lb) o unidades derivadas de estas. La masa puede también ser visualizada como equivalente a la inercia, o la resistencia ofrecida por un cuerpo al cambio o movimiento (aceleración). Las masas son comparadas por el

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peso de los cuerpos, en donde las cantidades que comparan las fuerzas de gravedad actúan en ellos.

3.1.2 Unidad de Peso. Peso por unidad de volumen.

3.1.2.1 Discusión. El termino peso significa la fuerza de la gravedad actuando en la masa.

3.1.3 Peso, La fuerza ejercida a un cuerpo por la gravedad (ver masa).

3.1.3.1 Discusión, El peso es igual a la masa del cuerpo multiplicado por la aceleración debido a la gravedad. El peso puede ser expresado en unidades absolutas (newtons) O en unidades gravitacionales (kgf), por ejemplo: en la superficie de la tierra, un cuerpo con una masa de 1 kg tiene un peso de 1 kgf (aproximadamente 9.81 N), o un cuerpo con una masa de 1 lb tiene un peso de 1 lbf (aproximadamente 4.45 N o 32.2 libras). Debido a que el peso es igual a las veces de masa la aceleración debido a la gravedad, el peso del cuerpo varía con el lugar en donde se determina el peso, mientras que la masa del cuerpo permanece constante. En la superficie de la tierra, la fuerza que la gravedad imparte a un cuerpo, que esta en caída libre en aceleración de aproximadamente 9.81 m/s2 (32.2 ft/s2).

3.2 Descripción de Términos Específicos a este Estándar:

3.2.1 Vacíos. En unidad de volumen de los agregados. El espacio entre las partículas en masa de los agregados no ocupados por un sólido de material mineral.

3.2.1.1 Discusión. Los vacíos sin partículas, ya sea permeable o impermeable no están incluidos en vacíos como lo determina este método de prueba.

4. Uso y Significado.

4.1 Este método de prueba es frecuentemente utilizado para determinar los valores de la unidad de peso no son necesarios para el uso de varios métodos de selección de proporciones para mezclas de concreto.

4.2 La unidad de peso puede ser también ser utilizado para la determinación de la relación masa/volumen para la conversión en los acuerdos de compra. Sin embargo, la relación entre el grado de compactación de los agregados en una unidad de transporte o de almacenamiento y que alcanzan en este método de prueba es desconocido. Mas aun, los agregados en unidades de transporte y de almacenamiento usualmente contienen humedad absorbida y superficie (lo ultimo afecta el volumen) mientras este método de prueba determina la unidad de peso en base a material seco.

4.3 Un procedimiento adicional se incluye para calcular el porcentaje de vacíos de aire entre las partículas de agregados basadas en la unidad de peso determinada por este método de prueba.

5. Equipo.

5.1 Balanza. Una balanza o escala con una exactitud dentro del 0.1% de la prueba de carga en cualquier punto dentro del rango de uso, graduado al menos a 0.05 kg. El rango de uso debe ser considerado para extender de la masa de la medida vacía a la masa de la medida más su contenido a 1920 kg/m3.

5.2 Una barra de acero redonda de 16 mm de diámetro aproximadamente y 600 mm de longitud, con una punta redondeada de tipo hemisférico del mismo diámetro que la barra.

5.3 Medición Una medida cilíndrica de metal, preferentemente con agarraderas. Puede ser con agarraderas de agua con el fondo y la superficie parejos, y suficientemente rígidos para retener bajo uso pesado. La medición debe tener una altura aproximadamente igual al diámetro, pero en ningún caso la altura debe ser menor al 80% o mayor a 150% del diámetro. La capacidad de la medición debe estar conforme a los limites de la Tabla 1para el tamaño de los agregados que serán

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probados. El espesor del metal en la medida debe ser como esta descrito en la Tabla 2. El borde superior debe ser liso y plano dentro de 0.01 pdas (0.25 mm) y debe ser paralelo al fondo dentro de 0.5º (NOTA 2). La pared interna de la medida debe ser lisa y continuar a la superficie.

NOTA 2. El borde superior es satisfactoriamente plano si una válvula de alimentación de 0.25 mm no puede insertarse entre el borde y la pieza de 6 mm o el grosor de donde descansa el plato de vidrio por encima de la medida. La parte superior e inferior son satisfactoriamente paralelas si la pendiente entre las piezas del plato de vidrio en contacto con la fondo y la superficie no excede en mas de un 0.87% en cualquier dirección.

5.3.1 Si la medida puede también utilizarse para probar para la unidad de peso de concreto de acuerdo al Método de Prueba C138, la medida debe estar hecha de acero u otro material adecuado que no sea sujeto al rápido ataque de la pasta de cemento.

NOTA 3. Los materiales reactivos como el aluminio pueden ser utilizados en donde, como consecuencia de una reacción inicial, una película de superficie se forme para proteger el metal de la futura corrosión. Las medidas con una capacidad mayor a 28 L deben estar hechas de acero para la rigidez, o con un grosor mínimo de metal listado en la Tabla 2 seria adecuado o tal vez pudiera ser incrementado.

Tabla 1. Capacidad de la Medida.

Tamaño Nominal Máximo de los Agregados

Capacidad de la Medida

mm L(m3)12.5 2.8 (0.0028)25.0 9.3 (0.0093)37.5 14 (0.014)75 28 (0.028)

112 70 (0.070)150 100 (0.100)

Tabla 2. Requerimientos para la Medida.

Grosor del Metal, minCapacidad de Medición Arriba de 1 ½ pdas

Fondo O 38 mm Recordatorio de ParedDe Pared

Menos de 11 L 5.0 mm 2.5 mm 2.5 mmDe 11 a 42 L incl 5.0 mm 5.0 mm 3.0 mm

Arriba de 42 a 80 L incl 10.0 mm 6.4 mm 3.8 mmArriba de 80 a 133 L incl 13.0 mm 7.6 mm 5.0 mm

5.4 Pala o Cuchara. Una pala o cuchara de tamaño conveniente para llenar la medida con los agregados.

5.5 Equipo de Calibración. Una pieza de plato de vidrio, preferentemente de 6 mm y al menos 25 mm mas grande que el diámetro de la medición que será calibrada. Un suplemento de bomba de agua o armazón de grasa que puede ser colocado en el borde del contenedor para prevenir un derrame.

6. Muestreo.

6.1 La muestra puede generalmente estar acompañada de acuerdo con la Practica D75 y la reducción de la muestra con la Practica C702.

7. Muestra de Prueba.

7.1 El tamaño de la muestra debe ser de aproximadamente 125 a 200% de la cantidad requerida para llenar la medida, y debe ser manejada de tal manera que se evite la segregación. Seque la muestra de agregados a una masa constante, preferentemente en un horno a 110 ± 5 ºC.

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8. Calibración de la Medida.

8.1 Llene la medida con agua a temperatura ambiente y cubra con una pieza de plato de vidrio de tal manera que se eliminen las burbujas y el exceso de agua.

8.2 Determine la masa del agua en la medida utilizando la balanza descrita en la Sección 5.1.

8.3 Mida la temperatura del agua y determine la densidad de la Tabla 3, interpolando si es necesario.

8.4 Calcule el volumen, V. de la medida dividiendo la masa del agua requerida para llenar la medida por su densidad. De manera alternativa, calcule el factor para la medición (1/V) dividiendo la densidad del agua entre la masa requerida para llenar la medida.

Tabla 3. Densidad del Agua.

Temperatura Peso VolumétricoºC Kg/m3

15.6 999.0118.3 998.5421.1 997.97

(23.0) (997.54)23.9 997.3226.7 996.5929.4 995.83

NOTA 4. Para el cálculo de la unidad de peso, el volumen de la medida en unidades métricas aceptables debe estar expresado en metros cúbicos o el factor de 1/m3. Sin embargo, como conveniencia el tamaño de la medida puede estar expresado en litros.

8.5 Las medidas deben ser calibradas al menos una vez al año o cuando exista una razón para cuestionar la exactitud de la calibración.

9. Selección del Procedimiento.

9.1 El procedimiento de paleo para perder unidades de peso debe utilizarse solamente cuando se estipule específicamente. De otra manera, la unidad compacta de peso debe ser determinada por el procedimiento de varillas para los agregados que tenga un tamaño nominal máximo de 37.5 mm o menos, o mediante el procedimiento de movimiento para los agregados con un tamaño nominal máximo mayor a3.75 mm y que no exceda los 150 mm.

10. Procedimiento de Varilla.

10.1 Llene la medida a un tercio de su capa y nivele la superficie con los dedos. Golpe la capa de los agregados 25 veces con el tapón de la varilla bien distribuido por encima de la superficie. Llene la medida a dos tercios de su capacidad y nivele como arriba se menciona. Finalmente, llene la medida hasta que se sature y nivele de la manera antes mencionada. Nivele la superficie de los agregados con los dedos de manera que cualquier ligera proyección de las grandes piezas de los agregados gruesos balancee aproximadamente los grandes vacíos en la superficie por debajo de la parte superior de la medida.

10.2 Cuando se utiliza la vara en la primera capa, no permita que la varilla toque el fondo de la medida. Cuando se utiliza la varilla para la segunda y tercera capas, realice un esfuerzo vigoroso, pero no más fuerza como para causar que el tapón de varilla penetre en la capa previa.

NOTA 5. En la varilla los grandes tamaños de los agregados gruesos, puede no ser posible penetrar la capa que se esta consolidando, especialmente con agregados angulares. El intento de utilización de este procedimiento estará acompañado de un gran esfuerzo.

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10.3 Determine la masa de la medida mas su contenido y la masa de la medida por si sola, y registre los valores con una aproximación de 0.05 kg.

11. Procedimiento de Movimiento.

11.1 Llene la medida en tres capas aproximadamente iguales como se describe en la Sección 10.1, compactando cada capa colocando la medida en una basa firme, como un piso de concreto cemento, alcanzando los lados opuestos de manera alternativa aproximadamente en 50 mm, y permitiendo que la medida gotee de tal manera que cuando se golpea con un cortador, o se deja fluir. Las partículas de los agregados, mediante este procedimiento, se arreglaran a si mismas en una condición densamente compactada. Compacte cada capa goteando la medida 50 veces de la manera que se describe, 25 veces de cada lado. Nivele la superficie de los agregados con los dedos con un borde derecho de tal manera que las ligeras proyecciones de las grandes piezas de los agregados gruesos aproximadamente se balanceen con los grandes vacíos de la superficie por debajo de parte superior de la medida.

12. Procedimiento de Palas.

12.1 Llena la medida hasta sobrepasarse mediante la pala o cuchara, descartando los agregados que superen una altura de 50 mm por encima de la parte superior de la medida. Extreme precauciones para prevenir, lo más posible, la segregación de los diferentes tamaños de las partículas de los cuales la muestra esta compuesta. Nivele la superficie de los agregados con los dedos o con una espátula derecha de manera tal que las ligeras proyecciones de las piezas grandes de los agregados gruesos balanceen aproximadamente los grandes vacíos en la superficie por debajo de la parte superior de la medida.

13. Cálculos.

13.1 Unidad de Peso. Calcule la unidad de peso para los procedimientos de varilla, movimiento o palas, como sigue:

M = (G – T)/V (1) Ó

M = (G –T) x F (2)

Donde:M = Unidad de peso de los agregados kg/m3.G = Masa de los agregados mas la medida, lb (kg).T = Masa de la medida, kg.V = Volumen de la medida, m3

F = Factor de medición m-3

13.1.1 La unidad de peso determinada por este método de prueba es para los agregados en condiciones de secado por horno. Si la unidad de peso en términos de una condición de superficie seca saturada (SSD) se desea, utilice el procedimiento exacto de este método de prueba, y después calcule la unidad de peso SSD utilizando la siguiente formula:

MSSD = M[1 + A/100] (3)

Donde:MSSD = Unidad de peso en condición SSD, kg/m3.A = Porcentaje de absorción determinado de acuerdo al Método de Prueba C127 o C128.

13.2 Contenido de Vacíos. Calcule el contenido de vacíos en los agregados utilizando la unidad de peso ya sea por el procedimiento de movimiento, varilla o pala, como sigue:

% Vacios = 100[(S x W) – W]/(S x W) (4)

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Donde:M = Unidad de peso de los agregados, kg/m3S = Gravedad especifica volumétrica (base en seco) como lo determina de acuerdo con el Método de Prueba C128.W = Densidad del agua, 998 kg/m3.

14. Reporte.

14.1 Reporte los resultados para la unidad de peso con una aproximación de 10 kg/m3 como sigue:

14.1.1 Unidad de peso por varilla.

14.1.2 Unidad de peso por movimiento.

14.1.3 Perdida de unidad de peso.

14.2 Reporte los resultados del contenido de vacíos con una aproximación de 1% como sigue:

14.2.1 Vacíos en agregados compactadas mediante varilla, porcentaje.

14.2.2 Vacíos en agregados por movimiento, porcentaje.

14.2.3 Vacíos en perdida de agregados, porcentaje.

15. Precisión y Aproximación.

15.1 Los siguientes estimados de precisión para este método de prueba se basan en los resultados en Materiales de Laboratorio del Programa de Muestras de Referencia AASHTO, con pruebas conducidas utilizando el Método T19 de AASHTO. No existen diferencias significativas entre los dos métodos de prueba. Los datos se basan en el análisis de más de 100 pares de resultados de pruebas de 40 a 100 laboratorios.

15.2 Agregados Gruesos (Unidad de Peso).

15.2.1 Precisión de Un Solo Operador. La desviación estándar de un solo operador se ha encontrado en 14 kg/m3 (IS). Más aun, los resultados de dos pruebas conducidas de manera apropiada por el mismo operador en material similar, no deben diferir en más de 40 kg/m3 (D2S).

15.2.2 Precisión de Multilaboratorios. La desviación estándar de multilaboratorios se ha encontrado en 30 kg/m3. Mas aun, los resultados de dos pruebas conducidas apropiadamente por dos diferentes laboratorios en material similar no debe diferir en mas de 85 kg/m3 (D2S).

15.2.3 Estos números representan, respectivamente, los límites (IS) y el (D2S) se describen en la Practica C670. Los estimados de precisión fueron obtenidos del análisis de los datos de la muestra de referencia de AMRL para la unidad de peso mediante varilla del peso normal de los agregados que tienen un tamaño máximo nominal de 25.0 mm y utilizando una medida de 14 L.

15.3 Agregados Finos (Unidad de Peso).

15.3.1 Precisión de Un Solo Operador. Se ha encontrado que la desviación estándar de un solo operador es de 14 kg/m3 (IS). Más aun los resultados de dos pruebas conducidas de manera apropiada por el mismo operador en material similar no debe diferir en más de 40 kg/m (D2S).

15.3.2 Precisión de Multilaboratorios. Se ha encontrado que la desviación estándar de multilaboratorios es de 44 kg/m3 (IS). Más aun, los resultados de dos diferentes laboratorios en material similar no debe diferir en mas de 125 kg/m3 (D2S).

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15.3.3 Estos números representan, respectivamente, los límites (IS) y el (D2S) como se describe en la Practica C670. Los estimados de precisión fueron tomados de los datos de referencia de la muestra AMRL para perdida de unidades de peso de laboratorios utilizando una medida 2.8 L.

15.4 No se tiene datos de precisión sobre el contenido de vacíos. Sin embargo, mientras que el contenido de vacíos de los agregados se calcula desde la gravedad especifica volumétrica, la precisión del contenido de vacíos refleja la precisión de este parámetro de precisión dado en la Sección 15.2 y 15.3 de este método de prueba y en el Método de Prueba C128.

15.5 Aproximación. El procedimiento en esta prueba para la medición de la unidad de peso y el contenido de vacíos no tiene una aproximación debido a que los valores de la unidad de peso y el contenido de vacíos pueden solo ser definidos en términos del método de prueba.

16. Palabras Clave.

16.1 Agregados, agregados gruesos, densidad, agregados finos, unidad de peso, vacíos en agregados.

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