Humedad Natural de Los Agregados y Gravedad Específica de Los Agregados

Humedad natural de los agregados y Gravedad especfica de los agregados

1.- IntroduccinDensidadDensidad, masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de densidad relativa que es la relacin entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4 C, que se toma como unidad. Como un centmetro cbico de agua a 4 C tiene una masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivale numricamente a su densidad expresada en gramos por centmetro cbico.La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y despus su volumen; ste se puede calcular a travs del clculo si el objeto tiene forma geomtrica, o sumergindolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el lquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de lquidos se utiliza el densmetro, que proporciona una lectura directa de la densidad.DensmetroDensmetro, en qumica, vidrio o instrumento de metal graduado que se utiliza para medir la densidad de un lquido. Se basa en el principio hidrosttico del matemtico e inventor griego Arqumedes, que establece que cualquier cuerpo sumergido en un lquido experimenta un empuje hacia arriba igual a la masa del lquido desalojado. El densmetro tiene una parte inferior en forma de ampolla llena de plomo o mercurio y flota por s mismo en la disolucin a medir. Cuando est sumergido, la varilla graduada se eleva verticalmente para dar una lectura de la escala. Los densmetros deben calibrarse segn el tipo de lquido que hay que analizar, y a una temperatura tipo, normalmente 4 C o 20 C. Existen distintos tipos de densmetros que miden la densidad y la pureza de los acumuladores, de las calderas de los barcos, del suelo y de la leche.Principio de ArqumedesPrincipio de Arqumedes, ley fsica que establece que cuando un objeto se sumerge total o parcialmente en un lquido, ste experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del lquido desalojado. La mayora de las veces se aplica al comportamiento de los objetos en agua, y explica por qu los objetos flotan y se hunden y por qu parecen ser ms ligeros en este medio.El concepto clave de este principio es el empuje, que es la fuerza que acta hacia arriba reduciendo el peso aparente del objeto cuando ste se encuentra en el agua.Un objeto flota si su densidad media es menor que la densidad del agua. Si ste se sumerge por completo, el peso del agua que desplaza (y, por tanto, el empuje) es mayor que su propio peso, y el objeto es impulsado hacia arriba y hacia fuera del agua hasta que el peso del agua desplazada por la parte sumergida sea exactamente igual al peso del objeto flotante. As, un bloque de madera cuya densidad sea 1/6 de la del agua, flotar con 1/6 de su volumen sumergido dentro del agua, ya que en este punto el peso del fluido desplazado es igual al peso del bloque.Gravedad Especfica:La gravedad especifica esta definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4 grados centgrados (aprox). Se representa la Gravedad Especifica por Gs, y tambin se puede calcular utilizando cualquier relacin de peso de la sustancia a peso del agua siempre y cuando se consideren volmenes iguales de material y agua. Contenido de Humedad:El contenido de humedad de una determinada muestra de suelo, esta definida como el peso del agua, sobre el peso de los slidos por cien (para dar el valor en porcentaje), y esta definida por la letra W. 2.- Descripcin de los ensayosEl material utilizado en nuestra prctica fue trado de Pintag.Humedad natural de los agregados.- Se cuartea el material hasta obtener la cantidad necesaria para llenar dos tazones de mediano tamao en el caso del agregado grueso y dos vasos para el agregado fino. Se pesa la muestra de cada uno de los tazones y de los vasos antes de dejarlas en el horno (temperatura 110 5 C) por 24 horas. Al da siguiente se procede a pesar las muestras, con esto se puede determinar la Humedad natural del agregadosGravedad especfica del agregado fino.- Se cuartea el material hasta obtener la muestra de 1 kg. Se lleva el material para que sea tamizado por 2 minutos aproximadamente. El material se coloca en un tazn y con la ayuda de una hornilla se lo seca. A la muestra se le agrega agua hasta cubrirlo. En ese estado permanece por 24 h. Se elimina el agua que est en el recipiente y se deja solo el material hmedo. Con la ayuda de una cocineta se calienta el material hasta que est hmedo con superficie seca. Mientras se calienta hay que removerlo para que se seque uniformemente. Se coloca el cono en la bandeja y se deja caer el material dentro de este desde una altura de 10 a 15 centmetros. Una muestra de 100 gramos se va para el horno y los otros 100 gramos para la prueba del matraz. Se colocan los 100 gramos en el matraz con un embudo de papel. Se lleva agua hasta el cuello de este, se lo hace girar para que el aire escape. Se pone el matraz en un tazn con agua a 20 C para que se estabilice y se va llenando con un poco de agua hasta que est a 20 C el conjunto. Gravedad especfica del agregado grueso.- Se cuartea el material hasta obtener la muestra de 6 kg. Se procede a tamizar el materia en el tamiz # 4 por 3 minutos. Se lava el material que qued en el tamiz #4 hasta eliminar todo el material fino. Se coloca en una bandeja y se empieza a secar en la hornilla hasta que est totalmente seco. Se coloca la muestra seca en un recipiente lleno de agua hasta el tope, se lo deja por 24 horas. Se saca la muestra del recipiente, se lo seca con la ayuda de una franela, para luego ir ha ser tamizada por 2 minutos. Se pesa el material que tiene cada tamiz fuera del agua y sumergida en el agua. Finalmente se pesa el material que se lo dej al horno por 24 horas.3.- Clculos y resultadosHumedad natural de los agregadosC = Masa original de la muestra (gr.) A = Masa seca de la muestra (gr.) B = Masa de agua (gr.) W% = Porcentaje de humedad natural Agregado gruesoAgregado fino

Ensayo N1Ensayo N2Ensayo N1Ensayo N2

B = C AB = 2182 2142 B = 40 gr.W=(40 / 2142)*100W=1,87% B = C AB = 2402 2358 B = 44 gr.W=(44 / 2358)*100W=1,87%B = C AB = 278 252 B = 26 gr.W=(26 / 252)*100W=10,32%B = C AB = 268 242 B = 26 gr.W=(26 / 242)*100W=10,74%

AgregadoGRUESOFINO

Ensayo N1212

Masa original de la muestra (gr.)2 1822402278268

Masa seca de la muestra (gr.)21422358252242

Masa de agua (gr.)40442626

Porcentaje de Humedad Natural1,871,8710,3210,74

Gravedad especfica y absorcin del agregado gruesoB = Masa de la muestra saturada con superficie seca.A = Masa de la muestra seca.C = Masa de la muestra sumergida en agua Ge = Gravedad especfica BulkGes = Gravedad especfica saturada con superficie seca Gea = Gravedad especfica aparenteAb = Porcentaje de absorcin P = % parcial retenido V = volumen totalVs = volumen sumergidoVv = volumen del vacoe = relacin de volmenesn = porosidad Tamiz 1Ge = A / (B-C)Ges= B / (B-C)Gea=A / (A-C)

Ge = 958/(1015-596)Ge = 2,29Ges = 1015 / (1015-596)Ges = 2,42Ges = 958 / (958-596)Ges = 2,65

Ab = (B-A) /A *100P = % parcial retenido

Ab = (1015-958) / 958 *100Ab = 5,95 %P = (0,648*100) / 10,704 P = 6,05 %

Volumene = Vv / Vsn = Vv / V *100

V = (B C) / d H2oV = (1015-596) / 1V = 419 cm3 Vs = (A-C) / d H2oVs = (958-596) / 1Vs = 362 cm3Vv = V VsVv = 57cm3e = 57 / 362e =0,16n = 57 / 419 *100n = 14 %

Tamiz 3/4Ge = A / (B-C)Ges= B / (B-C)Gea=A / (A-C)



Ab = (1266-1192) / 1192 *100Ab = 6,21%P = (2,164*100) / 10,704P = 20,22%


V = (B C) / d H2oV = (1266-761) / 1V = 505cm3 Vs = (A-C) / d H2oVs = (1192-761) / 1Vs = 431cm3Vv = V VsVv = 74cm3e = 74/431e = 0,17n = 74/505 *100n = 15 %




Ab = (1220-1154) / 1154 *100Ab = 5,72%P = (3,378*100) / 10,704P = 31,56%


V = (B C) / d H2oV = (1220-736) / 1V = 484cm3 Vs = (A-C) / d H2oVs = (1154-736) / 1Vs = 418cm3Vv = V VsVv = 66cm3e = 66 / 418e = 0,16n = 66/484 *100n = 14%




Ab = (888-824) / 824 *100Ab = 7,49%P = (1,978*100) / 10,704P = 18,48%


V = (B C) / d H2oV = (888-532) / 1V = 356cm3 Vs = (A-C) / d H2oVs = (824-532) / 1Vs = 292cm3Vv = V VsVv = 64cm3e = 64 / 292e = 0,22n = 64 / 356 *100n = 18 %

Tamiz 4Ge = A / (B-C)Ges= B / (B-C)Gea=A / (A-C)



Ab = (1036-950) / 958 *100Ab = 8,98 %P = (2,536*100) / 10,704P = 23,69%


V = (B C) / d H2oV = (1036-633) / 1V = 403cm3 Vs = (A-C) / d H2oVs = (950-633) / 1Vs = 317cm3Vv = V VsVv = 86cm3e = 86 / 317e = 0,27 n = 86 / 403 *100n = 21%

Gravedad especfica

G = 2,35Absorcin

A = 6,93 %Densidadd = (2,35)*(1)d = 2,35 gr. / cm3Gravedad especfica y absorcin del agregado finoMm = masa del matrazMmwm = masa del conjunto (matraz, agua y muestra)B = masa de la muestra saturada con superficie secoA = masa de la muestra secaMa = masa de agua aadida al matrazGe = gravedad especfica bulk.Ges = gravedad especfica saturada con superficie secaGea = gravedad especfica aparenteAb = porcentaje de absorcin.V = volumen totalVs = volumen sumergidoVv = volumen del vacoe = relacin de volmenesn = porosidadMa = Mmwm (Mm+B)Ge = A / (499,15-Ma)Ges = B / (499,15-Ma)

Ma=748,8(191,8+100,33)Ma = 456,67 gr.Ge= 95,25/(499,15-456,67)Ge = 2,24 Ges=100,3/(499,15-456,6)Ges = 2,36

Gea = A/(499,15+Mm-Mmwm+A)Ab = (B-A) / A *100

Gea = 95,25/(499,15+191,8-748,8+95,25)Gea = 2,55 Ab = (100,33-95,25)/95,25 *100Ab = 5,33%


V = (499,15-Ma) / d H2oV=(499,15-456,67)/ 0,9983V =42,55 cm3 Vs=(499,15+Mm-Mmwm+A) / d H2oVs = (499,15+191,8-748,8+95,25) / 0,9983Vs =37,46 cm3Vv = V VsVv =5,09 cm3e = 5,09 / 37,46e = 0,14n = 5,09 / 42,55 *100n = 12%

Densidadd = G * d H2od = (2,24) * ( 0,9983)d = 2,24 gr. / cm34.- Conclusiones y comentarios El agregado grueso tiene una humedad natural menor que su absorcin por lo agregado no sufrir de inchamiento cuando se encuentre en estado suelto. Debido a que la humedad natural del agregado fino es mayor que su absorcin, ste agregado en estado suelto sufrir de inchamiento. La densidad del agregado grueso es mayor que la del agregado fino. La humedad natural, la gravedad especfica y la absorcin no determinan la calidad de los agregados pero son de gran ayuda en la dosificacin ptima del hormign Los ensayos realizados son de gran utilidad para la cantidad de agua que se debe utilizar en la elaboracin correcta del hormign. Los ensayos realizados son de ayuda para la elaboracin de un buen hormign pero no son los nicos factores que colaboran en la calidad del hormign porque para llegar a ello se toma en cuenta la granulometra, mdulo de finura, relacin agua cemento, etc. Considero que se est llevando muy el laboratorio por lo que se debe continuar de esa forma.5.- Bibliografa MANUAL DEL LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCIN. Pontificia Universidad Catlica del Ecuador. Normas del ASTM. Encarta 2004INTRODUCCINEn los agregados existen poros, los cuales encuentran en la intemperie y pueden estar llenos con agua, estos poseen un grado de humedad, el cual es de gran importancia ya que con l podramos saber si nos aporta agua a la mezcla.En nuestro laboratorio utilizaremos agregados que estn parcialmente secos (al aire libre) para la determinacin del contenido de humedad total de los agregados. Este mtodo consiste en someter una muestra de agregado a un proceso de secado y comparar su masa antes y despus del mismo para determinar su porcentaje de humedad total. Este mtodo es lo suficientemente exacto para los fines usuales, tales como el ajuste de la masa en una mezcla de hormign. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERALEstablecer el mtodo de ensayo para determinar el porcentaje de humedad total en una muestra de agregado fino por medio del secadoOBJETIVOS ESPECFICOSDeterminar el contenido de la humedad total para asegurar la calidad y uniformidad dadas al producir la mezcla de concreto.Conocer el uso del calor, como el medio ms apropiado para hacer la extraccin de la humedad en agregados.Saber sobre la relacin que existe entre la humedad total, la humedad superficial y la absorcin.MATERIAL Y EQUIPOS Balanza. Una balanza o bscula con precisin dentro del 0.1% de la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de uso, graduada como mnimo a 0,05 kg. Horno. Fuente de Calor capaz de mantener una temperatura de 110C 5C. Recipiente. Se utiliza para introducir la muestra en el horno.BASE TERICALos agregados pueden tener algn grado de humedad lo cual est directamente relacionado con la porosidad de las partculas. La porosidad depende a su vez del tamao de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros.Las partculas de agregado pueden pasar por cuatro estados, los cuales se describen a continuacin: Totalmente seco. Se logra mediante un secado al horno a 110C hasta que los agregados tengan un peso constante. (generalmente 24 horas). Parcialmente seco. Se logra mediante exposicin al aire libre. Saturado y Superficialmente seco. (SSS). En un estado lmite en el que los agregados tienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos. Este estado slo se logra en el laboratorio. Totalmente Hmedo. Todos los agregados estn llenos de agua y adems existe agua libre superficial.El contenido de humedad en los agregados se puede calcular mediante la utilizacin de la siguiente frmula:P= [ (W D) / D] * 100Donde,P : es el contenido de humedad [%]W : es la masa inicial de la muestra [g]D: es la masa de la muestra seca [g]Tambin existe la Humedad Libre donde esta se refiere a la pelcula superficial de agua que rodea el agregado; la humedad libre es igual a la diferencia entre la humedad total y la absorcin del agregado, donde la humedad total es aquella que se define como la cantidad total que posee un agregado. Cuando la humedad libre es positiva se dice que el agregado est aportando agua a la mezcla, para el diseo de mezclas es importante saber esta propiedad; y cuando la humedad es negativa se dice que el agregado est quitando agua a la mezcla.Esta propiedad est regido por la Norma Tcnica Colombiana # 1776 "Determinacin del Contenido de Humedad Total" donde explica el procedimiento a seguir para realizar el ensayo para determinar dicha propiedad. Este mtodo no se puede aplicar en aquellos casos en el que el calor pueda alterar al agregado, o donde se requiere una determinacin ms refinada de la humedad.

PROCEDIMIENTOEl procedimiento a seguir para el desarrollo del ensayo de humedad total es el siguiente:Primero se debe comenzar con la extraccin y preparacin de la muestra la cual debe realizarse de acuerdo con el procedimiento descrito en la Norma Tcnica Colombiana # 129. La muestra debe ser representativa segn el lugar de abastecimiento que se va a ensayar y en el caso de agregados de masa normal, la masa de la muestra no debe ser menor que la cantidad especificada en la siguiente tabla:Tamao mximo nominal (mm)Masa Mnima de la muestra (grs)

6.3500

9.51500

12.52000

19.03000

25.04000

37.56000

50.08000

63.010000

75.013000

Despus de escogida la muestra se prosigue a calcular su masa con aproximacin de 0.1%, evitando la prdida de humedad y del mismo material; luego de haberlo pesado se deposita la muestra en un recipiente para despus ser sometido a una temperatura de 110C 5C en el horno y de sta de manera extraer la humedad.Inmediatamente el material est seco se saca del horno y se deja enfriar (para no causar daos en la balanza) para finalmente calcular su masa.Se escogieron tres muestras de diferentes partes del abastecimiento de agregado y se le realiz el mismo procedimiento anteriormente descrito a todas ellas. DATOS Y RESULTADOS En el Agregado FinoMuestraPeso seco ambiente "W" (grs)Peso seco Horno "D" (grs)

# 1146.55145.90

# 2171.20170.35

# 3180.25179.21

CALCULOS DEL CONTENIDO DE HUMEDAD TOTAL. Segn NTC 1776Muestra #1P = [ (W D)/ D ]W = 146,55 grsD = 145,90 grsP = [ (146,55 145,90) / 145,90 ] * 100P = 0.52% de humedad Muestra #2P = [ (W D)/ D ]W = 171,20 grsD = 170,35 grsP = [ (171,20 170,35) / 170,35 ] * 100P = 0.49% de humedadMuestra #3P = [ (W D)/ D ]W = 180,25 grsD = 179,21 grsP = [ (180,25 179,21) / 179,21 ] * 100P = 0.58% de humedad En el Agregado GruesoMuestraPeso seco ambiente "W" (grs)Peso seco Horno "D" (grs)

# 1986.65981.3

# 2912.4906.6

# 3863.65858.4

CLCULOS DEL CONTENIDO DE HUMEDAD TOTAL. Segn NTC 1776Muestra #1P = [ (W D)/ D ]W = 986,65 grsD = 981,3 grsP = [ (986,65 981,3) / 981,3 ] * 100P = 0.54% de humedadMuestra #2P = [ (W D)/ D ]W = 912,40 grsD = 905,6 grsP = [ (912,40 906,60) / 906,60 ] * 100P = 0.64% de humedadMuestra #3P = [ (W D)/ D ]W = 863,65 grsD = 856,40 grsP = [ (863,65 858,40) / 858,40 ] * 100P = 0.61% de humedad CONCLUSIONESEn el laboratorio se observ que en el agregado fino y grueso los cuales estaban en un ambiente al aire libre, la humedad total es casi aproximadamente igual a todas las muestras tomadas.La humedad total de los agregados es relativamente baja, esto nos quiere decir que en los poros del agregado estaban parcialmente secos; aqu podemos deducir que el agregado nos aporta una mnima cantidad de agua a la mezcla.

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