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Curso Laboratorista
Vial Clase C
Rodolfo Jeria H.
Laboratorio Nacional de Vialidad
DENSIDAD
La densidad es la relación m/v, y el volumen
considerado determina distintos tipos de
densidades. El volumen esta en función de la
configuración del grano.
Huecos
Grano
Poros
Accesibles
Gobierno de Chile | Ministerio de Obras Públicas
Poros
Inaccesibles
Huecos: Espacios vacíos entre las partículas de un
pétreo.
Poros: Espacios vacíos interiores de una partícula de
pétreo.
Poro accesible: Poro permeable o abierto.
Poro inaccesible: Poro impermeable o cerrado
ESTADOS HIGROMETRICOS DE LOS
ÁRIDOS
Definiremos de acuerdo al estado que se encuentre
el árido y al grado de saturación que alcancen sus
poros inaccesibles y accesibles, en 4 estados.
Árido en Estado Seco: es el árido secado hasta masa
constante en horno a 110  5 ºC, de manera que se
elimine totalmente el agua de sus poros. En este
estado, el árido tiene su máxima capacidad de
absorción y corresponde al estado en el cual el
laboratorio efectúa la mayoría de los ensayos.
Árido en Estado Parcialmente Seco: árido que
ha estado expuesto al aire ambiente y cuyas
partículas no tienen humedad superficial, pero en
sus poros accesibles existe humedad parcial que no
llega a saturarlos. En este estado los áridos tienen
una capacidad intermedia de absorción, es el
estado en que se encuentra la mayoría de los
áridos gruesos en la obra o en el laboratorio.
Árido en Estado Saturado Superficialmente
Seco: árido que tiene todos sus poros accesibles
llenos de agua, pero no tiene humedad en la
superficie.
Este estado solo se logra en laboratorio.
Este estado se obtiene por un proceso controlado
de laboratorio:
a)secado en horno a masa constante
b)inmersión en agua por más de 24 horas
c)secado superficial normalizado
En este estado, el árido no absorbe ni cede
humedad.
Árido en Estado Húmedo: es el árido
cuyas partículas tienen sus poros accesibles
llenos de agua y además existe agua libre en
su superficie. Este estado solo se logra en
laboratorio.
ABSORCIÓN
Masa de agua necesaria para llevar un material
pétreo del estado seco al estado saturado
superficialmente seco, y es una medida de la
porosidad del mismo.
Para ello debe pesarse el material en estado seco y
luego sumergirlo en agua 24 horas para obtener
estado s.s.s. Se determina la absorción por diferencia
de peso, llevado a porcentaje.
A (%) = Psss - Ps x 100
Ps
donde:
Psss = peso saturado de superficie seca
Ps = peso seco al horno
ABSORCIÓN
Requisitos
grueso 2% máx.
fino
3% máx.
Características
La absorción esta directamente relacionada
con la porosidad del árido. Los áridos livianos
absorben mayor cantidad de agua
A mayor porosidad disminuye la resistencia
Zonas afectadas por heladas, el agua penetra, al
disminuir la Tº se congela por lo que aumenta su
volumen produciendo expansiones y como
consecuencia agrietamientos, por ende bajas
resistencias. (ciclos de hielo – deshielo)
El agua de absorción se suma al agua de amasado.
Si aumenta el agua de amasado aumenta la razón
agua-cemento.
DENSIDADES
Dado que un árido está formado por un conjunto
de granos que dejan huecos entre sí y que los
granos tienen una conformación porosa
superficial e interna, la densidad de un árido
toma diferentes valores, según la característica de
huecos y/o porosidades consideradas.
Las densidades son:
Densidad aparente compactada o suelta .
Densidad real seca o saturada de superficie seca.
Densidad neta seca
La forma de la partícula y su textura superficial
influencia más a las propiedades del hormigón
fresco. Las partículas de textura áspera o alargada
requieren más agua para ser trabajable el hormigón,
que los áridos redondos.
Las partículas chancadas son preferibles en la
confección del hormigón de pavimento que trabajan
a la flexotracción por la trabazón de las partículas
mejorando su resistencia.
Densidad aparente: relación de masa y volumen en que
se considera el volumen macizo de las partículas más
el volumen de poros y huecos. Correspondiente a la
medida que lo contiene.
Densidad aparente suelta: densidad del agregado
vaciado desde 5 cm de altura en un recipiente de
volumen conocido (8.202.19 Vol. 8 - MC).
Densidad aparente compactada: densidad del agregado
que ha sido compactado con 25 golpes de pisón en 3
capas dentro de un recipiente de volumen conocido
(8.202.19 Vol. 8 - MC).
Densidad real (8.202.20 y 8.202.21 Vol. 8 - MC):
densidad en que se considera el volumen macizo de
las partículas del pétreo, más el volumen de los
poros accesibles e inaccesibles de esas partículas.
Densidad real del pétreo seco: densidad real en que
se considera solamente la masa del pétreo seco.
Densidad real del pétreo saturado superficialmente
seco: densidad real en que se considera la masa
del pétreo seco más el agua que llena los poros
accesibles.
Densidad neta:
densidad en que se considera el volumen macizo de
las partículas más el volumen de los poros
inaccesibles (Cerrados)
La densidad del hormigón dependerá de la
densidad real y la proporción en que participen cada
uno de los diferentes materiales que los
constituyen.
Para áridos normales la densidad real varía entre
2.550 y 2.750 kg/m3.
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD
APARENTE DE LOS PÉTREOS
Vaciar el pétreo en una capacidad volumétrica
conocida (v) para el tamaño máximo nominal del
pétreo.
Determinar la masa (m) del pétreo suelto o
compactado que llena la medida.
Determinar la densidad aparente dividiendo la masa
del pétreo por la capacidad volumétrica de la
medida.
Calcular la densidad aparente como el promedio
aritmético de dos ensayes sobre muestras gemelas.
Medidas Volumétricas
Su forma es un cilindro recto abierto en la parte de
arriba, y rectificado para asegurar sus dimensiones.
Capacidad Volumétrica:
• Arena
0.003 m3 - 3 l
• Gravilla 0.010 m3 - 10 l
• Grava
0.015 m3 - 15 l
Determine el volumen de la medida pesando la
masa de agua que llena la medida y dividiendo esta
masa por la densidad del agua ( 1000 Kg/ m3)
El tamaño de la muestra será de un volumen de
pétreo aproximadamente igual al doble de la
capacidad
volumétrica
de
la
medida
correspondiente.
La densidad aparente para cada ensaye se
aproxima a 1 Kg/m³
Se puede usar el pétreo proveniente del ensaye
de tamizado.
Seque la muestra a masa constante 110+-5°C
Densidad Aparente Compactada
Llenar la medida en 3 capas
Compactar cada capa con 25 golpes de pisón
Eliminar el exceso de pétreo empleando la varilla
pisón como regla de enrase
Determinar y registrar la masa (kg) del pétreo
compactado que llena la medida.
ᵨac (kg/m3)=
mc
v
Densidad Aparente Suelta
Llenar la medida con una pala o poruña, desde una
altura de 5 cm sobre el borde superior del molde
Desplazar la poruña alrededor del
distribuyendo uniformemente el vaciado.
molde,
Determinar y registrar la masa (kg) del pétreo
compactado que llena la medida.
ᵨas (kg/m3)=
mc
v
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD REAL, LA DENSIDAD
NETA Y LA ABSORCIÓN DE AGUA DE LOS PÉTREOS
GRUESOS (8.202.20 Vol. 8 - MC).
Tamaño Máximo Nominal (mm)
Cantidad Mínima de Muestra (g)
12,5
2.000
20
3.000
25
4.000
40
5.000
50
8.000
Se puede usar el pétreo proveniente del ensaye de
tamizado.
Lave la muestra hasta remover el polvo superficial o
cualquier materia extraña adherida a la partícula.
Seque la muestra a masa constante 110+-5°C
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD REAL, LA
DENSIDAD NETA Y LA ABSORCIÓN DE AGUA DE LOS
PÉTREOS GRUESOS (8.202.20 Vol. 8 - MC).
El material pétreo se sumerge en agua durante 24 h
con el objeto de llenar todos los poros.
Transcurrido este tiempo retire la muestra del agua,
seque superficialmente y registre su peso en esta
condición. (Msss)
Sumerja nuevamente y registre su masa. La muestra
se pesa bajo agua, suspendida en un canastillo (peso
sumergido Msum ). El agua debe estar a 20+-3°C
por 3 min.
Finalmente seque la muestra hasta masa constante,
pese y regístrela. Obtendremos la masa del pétreo
seco (Ms)
Este método se basa en el principio de Arquímedes y
consiste en sumergirla durante 24 horas en agua con
lo cual los poros accesibles se llenan de agua.
Las Densidades se aproximan a 1 Kg/m3
Densidad real seca =
Densidad Neta =
Absorción =
MS
* 1.000 (Kg/m3)
(Msss – Msum)
Ms
* 1.000 (Kg/m3)
(Ms – Msum)
(Msss – Ms) * 100 (%)
Ms
La absorción a la centésima.
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD REAL, LA DENSIDAD
NETA Y LA ABSORCIÓN DE AGUA DE LOS PÉTREOS FINOS.
(8.202.21 Vol. 8 - MC).
Para el ensaye se usara una cantidad de pétreo fino
superior a 50 g e inferior a 500 g.
Se utilizara un matraz aforado debe llevar una
marca de calibración. Se recomienda un matraz de
500 cm3.
Molde de forma cónica de 40 +-3mm de diámetro
en la parte superior, 90+-3mm en la parte inferior y
una altura de 75+-3mm.
 Acondicione la muestra de fino determinando su
masa en condición seca y Msss. Calcule el volumen
como la masa de agua desplazada por el material en
un matraz aforado.
Cubra el pétreo en su totalidad con el mínimo de
agua a Tº ambiente, necesaria para asegurar su
saturación, 24 h.
Acondicionar la muestra del pétreo fino, hasta su
condición suelta, mediante secado uniforme.
Coloque el molde cónico contra la superficie,
llénelo con la muestra acondicionada en una capa y
enrase.
Compacte suavemente con 25 golpes distribuidos
en la superficie, dejando caer en caída libre desde
una altura aproximada de 5 mm sobre la superficie
del agregado. Esta debe conservarse ajustándola a
la nueva elevación después de cada golpe.
Levante el molde verticalmente, y si existe
humedad conservara la forma del cono , repítalo
nuevamente hasta obtener una muestra que caiga
según su talud natural (sss).
En condición sss obtenga el tamaño de la muestra,
pese y registre su masa . Msss.
Coloque la muestra en el matraz con agua hasta 2/3
del volumen.
Agite eliminado burbujas, deje reposando por 1 h y
llene con agua hasta la marca de calibración.
Mida y registre la masa total (matraz, muestra y
agua). Mm
Saque la muestra y séquela, registre su masa. Ms
Llene el matraz con agua y registre su peso. Ma
•Formulas densidades se aproximan a 1 Kg/m3
Densidad real seca =
Densidad neta =
Absorción =
Ms
* 1.000
Ma + Msss - Mm
Ms
* 1.000
Ma + Ms – Mm
Msss – Ms * 100 (%)
Ms
ACEPTACIÓN DE RESULTADOS
Densidad aparente: la diferencia entre dos resultados
será inferior o igual a 30Kg/m3.
Densidad real y densidad neta áridos gruesos: la
diferencia entre dos resultados sea inferior o igual a
20Kg/m3. La absorción ≤ 3 decimas porcentuales
Densidad real y densidad neta áridos finos: la
diferencia entre dos resultados sea inferior o igual a
20Kg/m3. La absorción ≤ 4 decimas porcentuales
Gracias.