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NORMA ARGENTINA

IRAM 1520* Segunda edición

1520 2002

2002-12-12

Agregados finos Métodos de laboratorio para la determinación de la densidad relativa real, de la densidad relativa aparente y de la absorción de agua Fine aggregates Laboratory methods for the determination of the real relative density, the apparent relative density and the water absorption

* Esta norma reemplaza y anula a la norma IRAM 1520:1970.

Referencia Numérica: IRAM 1520:2002

IRAM 2002-12-12 No está permitida la reproducción de ninguna de las partes de esta publicación por cualquier medio, incluyendo fotocopiado y microfilmación, sin permiso escrito del IRAM.

IRAM 1520:2002

Prefacio El Instituto Argentino de Normalización (IRAM) es una asociación civil sin fines de lucro cuyas finalidades específicas, en su carácter de Organismo Argentino de Normalización, son establecer normas técnicas, sin limitaciones en los ámbitos que abarquen, además de propender al conocimiento y la aplicación de la normalización como base de la calidad, promoviendo las actividades de certificación de productos y de sistemas de la calidad en las empresas para brindar seguridad al consumidor. IRAM es el representante de la Argentina en la International Organization for Standardization (ISO), en la Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT) y en la Asociación MERCOSUR de Normalización (AMN). Esta norma IRAM es el fruto del consenso técnico entre los diversos sectores involucrados, los que a través de sus representantes han intervenido en los Organismos de Estudio de Normas correspondientes.

Esta norma reemplaza y anula a la norma IRAM 1520:1970.

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Índice Página

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN .............................................................. 5 2 NORMAS PARA CONSULTA ............................................................................ 5 3 DEFINICIONES.................................................................................................. 5 4 INSTRUMENTAL................................................................................................ 6 5 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA ................................................................... 7 6 PROCEDIMIENTOS........................................................................................... 8 7 CÁLCULOS ........................................................................................................ 9 8 PRECISIÓN DEL MÉTODO............................................................................. 12 Anexo A (Informativo) Bibliografía ....................................................................... 13 Anexo B (Informativo) Integrantes de los organismos de estudio ....................... 14

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Agregados finos Métodos de laboratorio para la determinación de la densidad relativa real, de la densidad relativa aparente y de la absorción de agua

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN 1.1 Establecer los métodos, gravimétrico y volumétrico, para determinar la densidad relativa real, la densidad relativa aparente y la absorción de agua de los agregados finos. NOTA 1: La densidad relativa real se denomina comúnmente “peso específico relativo”.

IRAM-AQA AA 91024:1984 - Artículos de vidrio para laboratorio. Matraces aforados.

3 DEFINICIONES 3.1 agregado fino. Agregado que pasa a través del tamiz IRAM 4,75 mm.

1.2 Los métodos establecidos no son aplicables a los agregados livianos.

3.2 agregado seco a masa constante. Agregado que ha sido secado a 105 °C ± 5 °C, hasta masa constante.

2 NORMAS PARA CONSULTA

3.3 agregado saturado y de superficie seca. Agregado que ha colmado sus posibilidades de absorber agua y mantiene su superficie seca.

Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones, las cuales, mediante su cita en el texto, se transforman en disposiciones válidas para la presente norma IRAM. Las ediciones indicadas son las vigentes en el momento de su publicación. Todo documento es susceptible de ser revisado y las partes que realicen acuerdos basados en esta norma se deben esforzar para buscar la posibilidad de aplicar sus ediciones más recientes. Los organismos internacionales de normalización y el IRAM mantienen registros actualizados de sus normas. IRAM 1501-2:1976 - Tamices de ensayo. Tamaños nominales de abertura. IRAM 1501-3:1979 - Tamices de ensayo. Telas de alambre tejido. IRAM 1509:1987 - Agregados para hormigones. Muestreo. IRAM 1569:1990 - Morteros, hormigones y sus componentes. Definiciones.

3.4 volumen aparente. Volumen de un agregado permeable, cuando se incluye en su cálculo, el correspondiente a los poros accesibles al agua, en las condiciones que se establezcan. 3.5 volumen real. Volumen de un agregado permeable, cuando se excluye en su cálculo, el correspondiente a los poros accesibles al agua, en las condiciones que se establezcan. 3.6 densidad relativa real. Relación entre la masa, en el aire, del sólido (agregado), y la masa de un volumen de agua equivalente al volumen real del sólido considerado. 3.7 densidad relativa aparente. Relación entre la masa, en el aire, del sólido (agregado), y la masa de un volumen de agua equivalente al volumen aparente del sólido considerado. 3.8 absorción. Cantidad de agua expresada como un porcentaje, que puede ser retenida dentro de los poros de un material, en un período prefijado de tiempo.

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4 INSTRUMENTAL 4.1 Balanza. Con una capacidad de 2 kg y que permita apreciar el 0,1 g. 4.2 Matraz aforado. Con una capacidad de 500 cm3, según IRAM-AQA AA 91024. 4.3 Molde troncocónico. Metálico, de 40 mm ± 3 mm de diámetro superior, 90 mm ± 3 mm de diámetro inferior y 75 mm ± 3 mm de altura. 4.4 Varilla de compactación. Metálica, de 340 g ± 15 g de masa, con una superficie de compactación circular plana de 25 mm ± 3 mm de diámetro.

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4.5 Estufa. Regulada a una temperatura de 105 °C ± 5 °C. 4.6 Bandeja metálica. Para secar la muestra. 4.7 Espátula de acero inoxidable. 4.8 Ventilador. O dispositivo similar que proporcione una corriente de aire a velocidad moderada. 4.9 Tamiz IRAM 4,75 mm, de tela de alambre tejido. Que cumpla con la IRAM 1501-2 e IRAM 1501-3. 4.10 Frasco de Le Chatelier, (ver fig. 1). 4.11 Baño de 20 °C ± 2 °C.

agua,

termostatizado

a

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Medidas en milímetros

Figura 1 – Frasco de Le Chatelier

5 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA 5.1 La muestra para el ensayo debe estar constituida por aproximadamente 1 kg de agregado fino obtenido por cuarteo. 5.2 Se coloca la muestra en un recipiente y se seca a una temperatura de 105 °C ± 5 °C, hasta masa constante. Cuando los valores de absorción y densidades relativas puedan ser

utilizados como base para dosificar mezclas de hormigones con agregados utilizados normalmente húmedos, el requisito de secado a masa constante puede ser eliminado. 5.3 Se cubre con agua y se deja estacionar durante 24 h. Se retira la muestra del agua y se extiende sobre una superficie plana, sometiéndola a la acción de una corriente suave de aire caliente, removiendo la muestra con frecuencia

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para asegurar un secado uniforme. Se prosigue el secado hasta que los granos del agregado fino no se adhieran marcadamente entre sí. 5.4 Se coloca el agregado fino en el molde llenándolo hasta enrasar, sin apretarlo, se apisona su superficie con 25 golpes de varilla, dejando caer la misma desde una altura aproximada de 5 mm sobre la superficie, y ajustando la posición de caída a la nueva superficie a medida que va descendiendo por efecto de la compactación, de modo de mantener esa distancia inicial con el material. Cuando se desmolda, si retiene la forma del molde, el agregado tiene todavía humedad superficial. 5.5 En ese caso, se continúa el secado, removiendo la muestra constantemente y se hacen

Agregado con exceso de humedad: conserva casi por completo la A forma del molde (no llega al estado g saturado y de superficie seca). de

ensayos a intervalos frecuentes hasta que el cono de agregado fino se desmorone al sacar el molde, pero conserve una pendiente de generatriz recta y adquiera una forma cónica (ver fig. 2). En este momento el agregado ha llegado a la condición saturado y de superficie seca. 5.6 El método descripto en 5.3 a 5.5 tiene como fin asegurar que en el primer ensayo el agregado tenga algo de humedad superficial. Si el cono se desmorona en el primer intento, el agregado fino ha sido secado más allá de su punto de saturado y de superficie seca. En ese caso se agregan unos centímetros cúbicos de agua, se mezclan íntimamente y se deja la muestra en un recipiente tapado durante 30 min, comenzando nuevamente el proceso de secado y ensayo.

Agregado ligeramente húmedo: se observa un desmoronamiento apreciable (no llega al estado de saturado y de superficie seca).

r e

Agregado saturado y de superficie seca: conserva casi por completo la forma del molde.

Agregado casi seco: no hay pico claro y el perfil superficial es curvilíneo.

Figura 2 – Comprobación visual del contenido de humedad del agregado fino

6 PROCEDIMIENTOS

6.1 Método gravimétrico

Los dos procedimientos descriptos a continuación son válidos para la determinación de las densidades.

6.1.1 Se pesan 500 g ± 10 g, de muestra en estado saturado y de superficie seca (ms), se colocan en el matraz aforado y se registra la masa del conjunto (m1). Se llena con agua a

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20 °C ± 2 °C hasta cerca de la marca de 500 cm3. Se mueve el matraz para eliminar las burbujas de aire, y luego se lo coloca en un baño de agua mantenido a 20 °C ± 2 °C. 6.1.2 Después de 1 h, aproximadamente, se completa con agua hasta la marca de 500 cm3 y se determina la masa total del conjunto (m2). 6.1.3 Se retira el agregado fino del matraz y se seca a 105 °C ± 5 °C hasta masa constante. Se enfría a temperatura ambiente y se pesa (m).

6.3 Absorción En ambos métodos, para la determinación de la absorción, se utiliza una muestra de agregado fino de 500 g ± 10 g, en estado saturado y de superficie seca (ms), se seca a masa constante y se determina la masa seca (m).

7 CÁLCULOS 7.1 Método gravimétrico

6.2 Método volumétrico (con frasco de Le Chatelier) 6.2.1 Se llena el frasco con agua, hasta alcanzar en el cuello un nivel comprendido entre las marcas correspondientes a cero y 1 cm3. 6.2.2 Se seca el interior del frasco sobre el nivel del líquido. 6.2.3 Se coloca el frasco en un baño de agua en posición vertical y se mantiene sumergido hasta que las variaciones en la temperatura del líquido del frasco sean menores que 0,2 °C. 6.2.4 Se efectúan las lecturas hasta obtener un valor constante, para verificar que el contenido del frasco ha alcanzado la temperatura del agua. 6.2.5 Se registra el volumen inicial alcanzado en el frasco (Vi), dentro de un ámbito de temperatura de 20 °C ± 2 °C. 6.2.6 Se introducen 55 g ± 5 g, de agregado fino en la condición saturada y de superficie seca (m´s). 6.2.7 Luego que se ha introducido el agregado fino, se tapa el frasco y se hace girar en posición inclinada, o suavemente en círculos horizontales hasta desalojar todo el aire atrapado, continuando hasta que deje de observarse el ascenso de burbujas de aire a la superficie del líquido. 6.2.8 Se registra el volumen final alcanzado en el frasco (Vf), después de repetir la operación indicada en 6.2.3 y 6.2.4.

7.1.1 Densidad relativa real Se calcula mediante la fórmula siguiente: d1 =

m da • (V − Va ) − (ms − m)

siendo: d1

la densidad relativa real a (20/20) °C;

ms

la masa en aire de la muestra en condición saturada y de superficie seca, determinada según 6.1.1, en gramos;

m

la masa en aire de la muestra secada, en estufa, determinada según 6.1.3, en gramos;

V

el volumen del matraz (500 cm3), en centímetros cúbicos;

Va

el volumen de agua incorporado al matraz, en centímetros cúbicos;

Va

se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula para el procedimiento gravimétrico: Va =

m2 − m1 da

siendo: m1 la masa del conjunto (matraz más agregado), determinada según 6.1.1, en gramos;

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m2 la masa del conjunto (matraz más agregado más agua), determinada según 6.1.2, en gramos; da

la densidad del agua a 20 °C, en gramos por centímetro cúbico.

7.1.2 Densidad relativa aparente del agregado seco Se calcula mediante la fórmula siguiente: d2

=

m (V − V a ) • d a

7.1.3 Densidad relativa aparente del agregado saturado y superficie seca Se calcula mediante la fórmula siguiente: d3 =

siendo: d2

la densidad relativa aparente a (20/20) °C del agregado saturado y de superficie seca;

ms

la masa en aire de la muestra en condición saturada y de superficie seca, determinada según 6.1.1, en gramos;

V

el volumen del matraz (500 cm3), en centímetros cúbicos;

Va

el volumen de agua incorporado al matraz, en centímetros cúbicos;

Va

se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula, para el procedimiento gravimétrico:

siendo: d2

la densidad relativa aparente (20/20) °C del agregado seco;

m

la masa en aire de la muestra, secada en estufa, determinada según 6.1.3, en gramos;

V

el volumen del matraz (500 cm3), en centímetros cúbicos;

Va

el volumen de agua incorporado al matraz, en centímetros cúbicos;

Va

se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula, para el método gravimétrico: Va =

a

m2 − m1 da

siendo: m1 la masa del conjunto (matraz más agregado), determinada según 6.1.1, en gramos; m2 la masa del conjunto (matraz más agregado más agua), determinada según 6.1.2, en gramos; da

la densidad del agua a 20 °C, en gramos por centímetro cúbico.

ms (V − Va ) • da

Va =

m2 − m1 da

siendo: m1 la masa del conjunto (matraz más agregado), determinada según 6.1.1, en gramos; m2 la masa del conjunto (matraz más agregado más agua), determinada según 6.1.2, en gramos; da

la densidad del agua a 20 °C, en gramos por centímetro cúbico.

7.2 Método volumétrico 7.2.1 Densidad relativa real Se calcula mediante la fórmula siguiente:

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d1 =

  m´ s •  m  m  s    m´ s    m  s  

(Vf − Vi ) • da − (ms − m) • 

m

la masa en aire de la muestra, secada en estufa, determinada según 6.1.3, en gramos;

m´s

la masa en aire de la muestra saturada y de superficie seca, determinada según 6.2.6, en gramos;

siendo: d1

la densidad relativa real a (20/20) °C;

Vi

ms

la masa en aire de la muestra saturada y de superficie seca, determinada según 6.1.1, en gramos;

la lectura inicial del nivel de agua en el frasco de Le Chatelier, determinada según 6.2.5, en centímetros cúbicos;

Vf

la masa en aire de la muestra, secada en estufa, determinada según 6.1.3, en gramos;

la lectura final del nivel de agua en el frasco de Le Chatelier, determinada según 6.2.8, en centímetros cúbicos;

da

la densidad del agua a 20 °C, en gramos por centímetro cúbico.

m

Vi

la lectura inicial del nivel de agua en el frasco de Le Chatelier, determinada según 6.2.5, en centímetros cúbicos;

m´s

la masa en aire de la muestra saturada y de superficie seca, determinada según 6.2.6, en gramos;

Vf

la lectura final del nivel de agua en el frasco de Le Chatelier, determinada según 6.2.8, en centímetros cúbicos;

da

la densidad del agua a 20 °C, en gramos por centímetro cúbico.

NOTA 2: Se estima que con la incorporación en las expresiones de cálculo de las densidades d1 y d2, de la relación entre la masa seca y la masa saturada y de superficie seca como factor multiplicador de la masa saturada y de superficie seca introducida en el frasco de Le Chatelier, se consigue mayor exactitud debido a que la muestra en el método volumétrico es pequeña (55 g ± 5 g) no siendo tan representativa como la del método gravimétrico (500 g ± 10 g).

7.2.3 Densidad relativa aparente del agregado saturado y de superficie seca Se calcula mediante la fórmula siguiente: d3 =

7.2.2 Densidad relativa aparente del agregado seco

m´ s (Vf − Vi ) • da

siendo:

Se calcula mediante la fórmula siguiente:  m   m´s • m s   d2 = (Vf − Vi ) • da

d3

la densidad relativa aparente a (20/20) °C del agregado saturado y de superficie seca;

Vi

la lectura inicial del nivel de agua en el frasco de Le Chatelier, determinada según 6.2.5, en centímetros cúbicos;

m´s

la masa en aire de la muestra saturada y de superficie seca, determinada según 6.2.6, en gramos;

siendo: d2

la densidad relativa aparente (20/20) °C del agregado seco;

a

ms

la masa en aire de la muestra saturada y de superficie seca, determinada según 6.1.1, en gramos;

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Vf

la lectura final del nivel de agua en el frasco de Le Chatelier, determinada según 6.2.8, en centímetros cúbicos;

ms

la masa en aire de la muestra en condición saturada y de superficie seca, determinada según 6.3, en gramos;

da

la densidad del agua a 20 °C, en gramos por centímetro cúbico.

m

la masa en aire de la muestra seca, en estufa, determinada según 6.3, en gramos.

7.3 Absorción

8 PRECISIÓN DEL MÉTODO

Se calcula mediante la fórmula siguiente: A=

ms − m • 100 m

siendo: A

la absorción de agua, en por ciento;

Los valores estimados de precisión del método se indican en la tabla 1 y son el resultado del análisis de más de 100 pares de resultados de ensayos procedentes de entre 40 y 100 laboratorios (AASHTO Materials Reference Laboratory, Reference Sample Program).

Tabla 1 - Precisión del método Desviación normal

Diferencia máxima aceptable entre dos resultados

Repetibilidad Densidad relativa aparente del agregado seco

0,011

0,032

Densidad relativa aparente del agregado saturado y de superficie seca

0,0095

0,027

Densidad relativa real

0,0095

0,027

Absorción (%)

0,11

0,31

Densidad relativa aparente del agregado seco

0,023

0,066

Densidad relativa aparente del agregado saturado y de superficie seca

0,020

0,056

Densidad relativa real

0,020

0,056

Absorción (%)

0,23

0,66

Reproducibilidad

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Anexo A (Informativo)

Bibliografía En la revisión de esta norma se han tenido en cuenta los antecedentes siguientes IRAM -

INSTITUTO ARGENTINO DE NORMALIZACIÓN IRAM 1520:1970 - Agregados finos. Método de laboratorio para la determinación de la densidad relativa, densidad relativa aparente y absorción de agua. IRAM 1542:1983 - Material de relleno (“filler”) para mezclas asfálticas. Método de determinación de la relación crítica (“concentración crítica”) y de la densidad. IRAM 1624:1962 - Cemento pórtland. Método de determinación de la densidad absoluta.

AMN -

ASOCIACIÓN MERCOSUR DE NORMALIZACIÓN NM 52:2002 - Agregado fino. Determinación de la densidad y de la densidad aparente.

ASTM -

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS ASTM C 128-01 - Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Fine Aggregate.

AENOR - ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN UNE - 83-133:90 - Áridos para hormigones. Determinación de las densidades, coeficiente de absorción y contenido de agua en el árido fino. CECE -

CENTRO DE ESTUDIOS DE CARRETERAS DE ESPAÑA NLT 153/92 - Densidad relativa y absorción de áridos gruesos. NLT 154/92 - Densidad relativa y absorción de áridos finos.

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Anexo B (Informativo)

La revisión de esta norma ha estado a cargo de los organismos respectivos, integrados en la forma siguiente:

Subcomité de Agregados Integrante

Representa a

Ing. Lic. Ing. Ing. Ing. Lic. Ing. Ing.

Marcelo BARREDA Carlos CHIAMA Claudio M. FABRE Marcelo GONZÁLEZ Claudio IAIANI Fabio LUNA Romeo MIRETTI Marta PAGOLA

Lic. Ing. Ing.

Miguel RUIZ Rubén TELLO Fabio GÉBERT

UTN / LA PLATA D.N.V. – DIVISIÓN INVESTIGACIONES ARCILLEX S.A. GRUPO MINETTI S.A. UTN/LA PLATA INTI CECOVI – UTN / SANTA FE UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO – INSTITUTO DE MECÁNICA APLICADA Y ESTRUCTURAS (IMAE) D.N.V. D.N.V. – DIVISIÓN INVESTIGACIONES IRAM

Comité General de Normas (C.G.N.) Integrante

Integrante

Dr. Dr. Lic. Dr. Ing. Dr. Ing.

Ing. Ing. Ing. Sr. Sr. Ing.

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Víctor ALDERUCCIO José M. CARACUEL Alberto CERINI Álvaro CRUZ Ramiro FERNÁNDEZ Federico GUITAR Jorge KOSTIC

Jorge MANGOSIO Samuel MARDYKS Tulio PALACIOS Francisco R. SOLDI Ángel TESTORELLI Raúl DELLA PORTA

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ICS 91.100.30-20 * CNA 5610

* Corresponde a la Clasificación Nacional de Abastecimiento asignada por el Servicio Nacional de Catalogación del Ministerio de Defensa.