TEMA: Densidad Aparente Suelta y Compactada, Densidad Óptima de los Agregados.

INTRODUCCIÓN:

Los agregados

Los agregados pueden clasificarse en cuanto a su origen, modo de preparación, y a su

composición mineralógica. Con referencia al origen, los agregados pueden ser

naturales o artificiales; los agregados naturales pueden ser el resultado de la

intemperización, y la acción del agua corriente, produciendo arenas y gravas, o pueden

haber sido preparados por trituración, arrojando arenas pétreas y piedras trituradas.

Los agregados naturales resultan de la atrición, o desintegración de cualquiera o todos

los tipos de piedras: ígneas, sedimentarias o metamórficas. Los agregados artificiales

son usualmente materiales de peso ligero producidos al quemar barros o limos

especiales en un horno rotatorio.

Los requisitos principales para los agregados para concreto son, que sean limpios,

duros, recios, resistentes, durables, de la gradación apropiada, y no “reactivos” con el

cemento. Las propiedades de un agregado que son necesarias conocer para poder

proporcionar una mezcla de concreto y agrupar las cantidades de la mezcla son el peso

específico suelto, compactado, óptimo, en estado SSS, el contenido de humedad, y la

gradación o granulometría.

El peso específico se determina por métodos de desplazamiento y se basa en el

volumen bruto de una partícula de agregado, incluyendo los huecos. Los pesos

específicos de muchas gravas de uso corriente promedian alrededor de 2,65.

Las funciones que debe emplear los agregados en el hormigón son: Debe ocupar el

mayor volumen posible dentro del hormigón, debe proporcionar un cuerpo resistente a

esfuerzos tanto internos como a la retracción de fraguado, como externos cargas,

fuerzas, agentes agresivos, etc., debe contribuir a la economía de las mezclas por ser

un material abundante y fácil de manipular, y con su forma debe colaborar de la

docilidad de las mezclas frescas. El granulado fino debe ayudar a la trabajabilidad de

las mezclas colaborando con la pasta agua cemento para lubricar las partículas

grandes.

OBJETIVO GENERAL:

Determinar el peso específico de los agregados finos, gruesos y juntos en el laboratorio para poder emplear esta técnica en la determinación de dosificaciones a gran escala y volumen.

OBJETIVO ESPECÍFICO:

Determinar la densidad suelta sin compactar y la densidad compactada en tres capas de un agregado fino (arena) en el laboratorio.

Determinar la densidad suelta sin compactar y la densidad compactada en tres capas de un agregado grueso (Ripio) en el laboratorio.

Mezclando entre si los agregados, en relación a su porcentaje, determinar la densidad óptima de los agregados anteriormente mencionados.

Realizar la curva densidad óptima vs % de mezcla y estimar la densidad optima máxima alcanzada con su respectivo porcentaje correspondiente a los agregados.

EQUIPO:

1. Bandeja metálica de alrededor de 1m2 de superficie.

2. Dos recipientes metálicos con volumen y masa determinados previamente.

3. Pala.

4. Carretilla

5. Varilla de acero de 15mm de diámetro y 60cm de largo.

6. Balanza con apreciación de 0.2 kg.

7. Un recipiente para pesar la cantidad de arena a agregarse.

8. Un Tamiz para separar arena del ripio

MATERIALES:

Agregado Grueso (RIPIO) Cantera: Agregado Fino (ARENA) Cantera:

PROCEDIMIENTO:

PROCEDIMIENTO ENSAYO DE DENSIDAD APARENTE SUELTA DEL RIPIO:

1. En una carretilla colocamos 40kg aproximadamente de ripio utilizando las palas.

2. La regamos en el piso y la mezclamos trasladándola de un lugar a otro y viceversa, hasta dividirla en cuatro partes desechando una de las diagonales hasta obtener la masa de ripio necesaria para la ejecución de la práctica, este método se llama el de cuarteo.

3. Con el ripio seleccionado pesamos 40 kg en la balanza de brazo mecánico, que previamente ha sido encerado.

4. Colocamos la muestra de ripio en una bandeja metálica grande.5. Utilizando la pala colocamos el material suelto en el recipiente cilíndrico sin

compactarla, la enrasamos y procedemos a pesarla.6. Con el peso del ripio mas recipiente y el peso y volumen ya establecido

previamente del mismo, calculamos la densidad aparente suelta del ripio, en g/cm3.}

7. Repetimos tres veces el paso 5y6 para evitar errores al promediar las tres tomas de datos, si alguno es muy bajo o elevado lo eliminamos, y realizamos una nueva medición.

PROCEDIMIENTO ENSAYO DE DENSIDAD APARENTE COMPACTADA DEL RIPIO:

1. Realizamos el mismo procedimiento anterior con la única diferencia que esta vez, al colocar el material en el recipiente metálico, lo compactaremos de la siguiente forma:

Colocamos material hasta la tercera parte de la capacidad total del mismo y utilizando la varilla metálica (Apisonador) con punta redondeada, lo compactamos dando 25 golpes con una trayectoria circular de afuera hacia adentro.

Colocamos material hasta dos tercios de la capacidad total del mismo y lo compactamos igual que en el paso anterior.

Finalmente colocamos el material hasta su capacidad total y compactamos por última vez, lo enrazamos y lo pesamos.

PROCEDIMIENTO ENSAYO DE DENSIDAD APARENTE SUELTA DE LA ARENA:

2. Colocamos la muestra de arena en una bandeja metálica pequeña.3. Utilizando la pala colocamos el material suelto sin compactarla, en el recipiente

cilíndrico este es más pequeño que el utilizado para el ripio, la enrasamos y procedemos a pesarla.

4. Con el peso de la arena más recipiente y el peso y volumen ya establecido previamente del recipiente, calculamos la densidad aparente suelta de la arena, en g/cm3.

5. Repetimos tres veces el paso 5y6 para evitar errores al promediar las tres tomas de datos, si alguno es muy bajo o elevado lo eliminamos, y realizamos una nueva medición.

PROCEDIMIENTO ENSAYO DE DENSIDAD APARENTE COMPACTADA DE LA ARENA: Realizamos el mismo procedimiento anterior con la única diferencia que esta vez, al colocar el material en el recipiente metálico, lo compactaremos de la siguiente forma:

Colocamos material hasta la tercera parte de la capacidad total del mismo y utilizando la varilla metálica (Apisonador) con punta redondeada, lo compactamos dando 25 golpes con una trayectoria circular de afuera hacia adentro.

Colocamos material hasta dos tercios de la capacidad total del mismo y lo compactamos igual que en el paso anterior.

Finalmente colocamos el material hasta su capacidad total y compactamos por última vez, lo enrazamos y lo pesamos.

HOJA DE DATOS Y RESULTADOS

DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA AGREGADO GRUESO

MASA DEL RECIPIENTE VACIO: 5233gr.

VOLUMEN DEL RECIPIENTE 15710 c.c.

MASA DEL RECIPIENTE SUELTO + RECIPIENTE: MASA DEL RECIPIENTE COMPACTADO + RECIPIENTE: 1.- 25400 gr 1.- 27800 gr2.- 25600 gr 2.- 27800 gr3.- 25600 gr 3.- 27600 grPROMEDIO: 25533 gr PROMEDIO: 27767 grδ ap.suelta del ripio: 1,292gr/c.c. δ ap.compactada del ripio: 1,434gr/c.c.

AGREGADO FINOMASA DEL RECIPIENTE VACIO: 1983gr. VOLUMEN DEL RECIPIENTE 2924 c.c.MASA DEL RECIPIENTE SUELTO + RECIPIENTE: MASA DEL RECIPIENTE COMPACTADO + RECIPIENTE: 1.- 6100 gr 1.- 6400 gr2.- 6000 gr 2.- 6400 gr3.- 6100 gr 3.- 6500 grPROMEDIO: 6063,67 gr PROMEDIO: 6433,33 grδ ap.suelta del ripio: 1,396gr/c.c. δ ap.compactada del ripio: 1,522gr/c.c.

CALCULOS TÍPICOS

Densidad aparente suelta y compactada:

MASA DEL RIPIO=Mc 1+Mc2+Mc 33

M=25400+25600+256003

= 25533

Si restamos masa del recipiente

M= 25533- 5233

M= 20300g

δc=2030015710

δs=1,292( gc . c .

)

CONCLUSIONES

1. Los resultados obtenidos en el ensayo para el ripio fueron los siguientes: δ ap.suelta del ripio: 1,292gr/c.c.δ ap.compactada del ripio: 1,434gr/c.c.Claramente podemos observar que la densidad compactado es mayor a la suelta, esto se justifica debido a que en el ripio suelto se encuentran espacios vacios por la forma irregular que este posee, y al compactarla si bien es cierto no se eliminan todos los vacios, estos se reducen casi al mínimo geométricamente posible y al compactar la muestra los espacios vacios son ocupados por ripio y como resultado de esto el peso y densidad aumentarán en el mismo volumen.

2. Los resultados obtenidos en el ensayo para la arena fueron los siguientes:δ ap.suelta del ripio: 1,396gr/c.c.δ ap.compactada del ripio: 1,522gr/c.c.Al igual que en el ripio, al compactarse la arena ocupará el espacio que ocupó el aire en los vacios, sin embargo por la granulometría de la arena, cuando se encuentra suelta, los espacios vacios son muy pocos en comparación al ripio, por esta razón la densidad que aumenta en la arena al compactarla es mucho menor a la que se gana con el ripio.

3. Con respecto a la densidad óptima, pudimos determinar la máxima densidad igual a 1,836 g/c.c. y un %óptimo de arena de 38% el aumento en comparación a la densidad obtenida, para ripio y arena compactadas separadamente, es mucho mayor en un cuarenta por ciento aproximadamente, esto se debe a que la arena ocupará la mayoría de espacios que el ripio deja por su forma, y por ende el peso aumenta bruscamente, pero esto se detiene en el momento que la arena ocupa el espacio del ripio y ya no el del aire, y el peso empieza a disminuir, en nuestro caso en un %óptimo de arena de 38%y 62% de ripio,a partir de este momento la densidad desciende, esto se entiende al observar el peso específico del ripio es mayor al de la arena.

4. En una obra al no determinar estos valores previamente, podemos causar un desperdicio del material, ya que cada al conocer su densidad podemos fácilmente calcular lo necesario para un volumen sin importar que tan grande sea el mismo.

5. Una partícula de ripio pesará más que el mismo volumen de la partícula lleno de

arena, en nuestro ensayo, ya que el ripio es un material sólido uniforme,

mientras que entre los granos de arena existirán vacíos que disminuirán su

peso, pero esto no ocurre siempre, debemos tener en cuenta la procedencia del

material, además la arena tiende a aumentar su volumen si este fue saturado

de agua, ya sea por humedad o por una lluvia.

RECOMENDACIONES:

1. Recomiendo mucha observación de un operario al realizar este ensayo en la vida profesional, la dedicación en el momento de determinar la densidad en una obra importante, nos puede hacer ganar mucho dinero, pero el caso contrario, puede existir un desperdicio del material, por ende perdidas.

2. Al mezclar el material debemos realizar el método del cuarteo ya sea en una máquina o manualmente, pero si necesitamos por ejemplo, 10kg del material, entonces iniciaremos con 40kg aprox. Ya que este total no será el ocupado.

3. Es muy importante ser ordenados, mientras una persona opera otra puede tabular los datos y de esta forma evitar errores, distribuir el trabajo equitativamente también optimizará el tiempo y esfuerzo.

4. Si somos racionales, debemos optimizar todo, desde lo más complejo hasta lo más sencillo, cosas tales como colocarse lo más cerca a la balanza, para evitar trasladar estas cargas pesadas a una distancia muy lejos, además no hacer mucho escombro ya que es inevitable no hacerlo, utilizar el equipo y vestimenta adecuadamente también nos garantizará el éxito de la práctica.

BIBLIOGRAFIA:

http://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados.shtml

http://es.ask.com/Agregados/

http://edafologia.ugr.es/micgraf/agregad.htm

http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090723211821AAwdKJz

http://www.google.com.ec/search?um=1&hl=es&rlz=1R2GGLL_esEC397&gs_upl=2131l2131l0l2381l1l1l0l0l0l0l242l242l2-

http://es.wikipedia.org/wiki/agregados