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CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LOS AGREGADOS PARA CONCRETO PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN. DEFINICIONES. A. PESO ESPECÍFICO: Se define como la relación entre la masa de un volumen unitario del material y la masa de igual volumen de agua destilada, libre de gas, a una temperatura especificada Según el sistema internacional de Unidades (S.I.) el término correcto es densidad. B. PESO ESPECÍFICO APARENTE: Es la relación que existe entre el aire de un volumen unitario del material, a la masa en el aire (de igual densidad) tic un volumen igual de agua desfilada libre de gas, a una temperatura especificada. Cuando el material es un sólido, se considera el volumen de la porción impermeable. C. PESO ESPECÍFICO DE MASA: Viene a ser la relación entre la masa en el aire de un volumen unitario del material permeable (Incluyendo los poros permeables e impermeables, naturales del material), a la masa en el aire (de igual densidad) de un volumen igual de agua destilada, libre de gas y a una temperatura especificada. D. PESO ESPECÍFICO DE MASA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA: Tiene la misma definición que el Peso Específico de Masa, con la salvedad de que la masa incluye el agua en los poros permeables. El peso específico que más se utiliza, por su fácil determinación para calcular el rendimiento del concreto o la cantidad necesaria de agregado para un volumen dado de concreto; es aquel que está referido a la condición saturado con superficie seca del agregado. E. ABSORCIÓN: Capacidad que tienen los agregados para llenar de agua los vacíos permeables de su estructura interna, al ser sumergidos durante 24 horas en esta. La relación del incremento en peso al peso de la muestra seca, expresada en porcentaje, se denomina Porcentaje de Absorción. Esta particularidad de los agregados, que dependen de la porosidad, es de suma importancia para realizar correcciones en las dosificaciones de mezclas de concreto.

A su vez, la absorción influye en otras propiedades del agregado, como la adherencia con el cemento, la estabilidad química, la resistencia a la abrasión y la resistencia del concreto al congelamiento y deshielo. A menudo se considera que, los agregados absorben o ceden el agua en defecto o exceso para quedar saturados y superficialmente secos (S.S.S). Antes de que el concreto llegue a fraguar, sin embargo, cuando trabaja con agregados secos, los poros permeables se pueden obstruir, o impedir que se llegue a la saturación. Es aconsejable, por lo tanto, determinar el porcentaje de absorción entre los 10 y 30 primeros minutos, ya que la absorción total en la práctica nunca se cumple. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS. Generalmente no se acostumbra a limitar en especificaciones el peso específico y la absorción los agregados, puesto que no siempre son un buen índice de su calidad. Sin embargo, a manera de información de han incluido algunos valores. • El peso específico puede variar, entre los intervalos 1.2 a 2.2 gr/cm3 para concretos ligeros, 2.3 a 2.9 gr/cm3 para concretos normales y 3.00 a 5.00 gr/cm3 para concretos pesados. En los agregados de Cajamarca (río y cantera) el peso específico varía de 2.45 a 2.71 gr/cm3. • El porcentaje de absorción de los agregados comúnmente se halla en el intervalo (0.20% - 3.50%), pero en las canteras de Cajamarca varía entre 0.87% y 2.75%. MÉTODO DE ENSAYO. EQUIPO. A. PARA EL AGREGADO FINO. • Balanza, con sensibilidad de 0.1 gr. y capacidad no menor de 1 kg. • Frasco volumétrico, cuya capacidad sea 500cm3 calibrado hasta 0.10 cm3 a 20 °C. • Molde cónico, metálico, diámetro menor 4cm. diámetro mayor 9cm., y altura 7.5 cm. • Varilla de metal, con un extremo redondeado, de (25 ± 3) mm. De diámetro y (340±15) gr. de peso.

• • • • •

B. PARA EL AGREGADO GRUESO. Balanza con sensibilidad de 0.5 gr. y capacidad no menor de 5 kg. Cesta de malla de alambre, con abertura no mayor de 3mm. Deposito adecuado para sumergir la cesta de alambre en agua. Necesitando para ambos ensayos. Estufa, capaz de mantener una temperatura de 110 °C ± 5 °C. Termómetro con aproximación de 0.5 °C.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA. A. PARA EL AGREGADO FINO. Coloque aproximadamente 1000 g. De agregado fino, obtenido del agregado que se desea ensayar por el método del cuarteo, en un envase adecuado después de secarlo a peso constate a una temperatura de 100°C., cubra la muestra con agua y déjela en reposo durante 24 horas. Extiéndala sobre una superficie plana expuesta a una corriente suave de aire libio y remuévala con frecuencia para garantizar un secado uniforme. Continúe esta operación hasta que los granos del agregado fino no se adhieran marcad marcadamente entre sí. Luego coloque el agregado fino en forma suelta en el molde cónico, golpee la superficie suavemente 25 veces con la varilla de metal y levante el molde verticalmente. Si existe humedad libre, el cono del agregado fino mantendrá su forma. Siga secando, revolviendo constantemente y pruebe a intervalos frecuentes hasta que el cono se derrumbe al quitar el molde. Esto indicará que el agregado fino ha alcanzado una condición de saturado de superficie seca. Si al realizar el primer ensayo el cono de agregado fino se desmorona, es porque la muestra ya no tiene humedad libre, en este caso, añada unos cuantos centímetros cúbicos de agua, y después de mezclarla completamente, deje reposando la muestra unos 30 minutos en un envase bien tapado, para luego repetir el proceso. B. PARA EL AGREGADO GRUESO. Mediante el método del cuarteo seleccionar aproximadamente 5 kg. Del agregado que se desea ensayar, rechazando todo el material que pase el tamiz N° 4 (4.76 mm). PROCEDIMIENTO. A. PARA El. AGREGADO FINO. Introduzca de inmediato en el frasco una muestra de 500 gr. del material preparado como se indica en 5.3.2 (A), llénelo de agua hasta alcanzar casi la marca de 500 cm3 a una temperatura de 20°C. Enseguida haga rodar el frasco sobre una superficie plana, hasta eliminar todas las burbujas de aire, después de lo cual se colocará en un baño a temperatura constante de 23°C ± 2°C. Después de aproximadamente una hora llénelo con agua hasta la marca de 500 cm3 y determine el peso total de agua introducida en el frasco con 0.1 gr. de aproximación. Con cuidado saque el agregado fino del frasco, séquelo hasta peso constante a una temperatura de 100°C - 110°C, enfríelo a temperatura ambiente en un secador y péselo. B. PARA EL AGREGADO GRUESO. • Luego de un lavado completo para eliminar el polvo y otras impurezas superficiales de las partículas, seque la muestra hasta peso constante a una temperatura de 100’C a 110°C y luego sumérjalas en agua durante 24 horas ± 4 horas. Saque la muestra del agua y hágala rodar sobre un paño grande absorbente,

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hasta hacer desaparecer toda película de agua visible, aunque la superficie de las partículas aún aparezca húmeda. Seque separadamente los fragmentos más grandes. Tenga cuidado en evitar la evaporación durante la operación de secado de la superficie. Obtenga el peso de la muestra bajo la condición de saturación con la superficie seca. Determínese éste y todos los demás pesos con aproximación de 0.5 gr. (B) Después de pesar, coloque de inmediato la muestra saturada con superficie seca en la cesta de alambre y determine su peso en agua a temperatura de 20° a 25°C. Seque la muestra hasta peso constante, a una temperatura de 100°C a 110°C., déjela enfriar hasta temperatura ambiente y pésela. (A)

EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS. A. PARA AGREGADO FINO. Se denomina como: V = .Volumen del frasco (cm3) Wo = Peso en el aire de la muestra secada en estufa (gr.) Va = Peso en (gr) o volumen (cm3) del agua añadida al frasco. Entonces: a. PESO ESPECÍFICO DE MASA. Calcule el peso específico de masa, como sigue: 𝑃𝑒 =

𝑊𝑜 𝑉 − 𝑉𝑎

Pe = Peso Específico de Masa b. PESO ESPECÍFICO DE MASA SATURADA CON SUPERFICIE SECA. Calcule el peso específico en base ni peso del agregado fino saturado con superficie seca, como sigue: 𝑃. 𝑒. 𝑠. 𝑠. 𝑠 =

500 𝑉 − 𝑉𝑎

P.e.s.s.s = Peso específico del material saturado con superficie seca. c. PESO ESPECÍFICO APARENTE. Calcule el peso específico aparente, como sigue: 𝑃. 𝑒. 𝑎. =

𝑊𝑜 (𝑉 − 𝑉𝑎) − (500 − 𝑊𝑜)

P.e.a. = Peso específico aparente.

d. PORCENTAJE DE ABSORCIÓN. Calcule el porcentaje de absorción como sigue: 𝐴𝑏. =

500 − 𝑊𝑜 ×100 𝑊𝑜

Ab. = Porcentaje de absorción.

B. PARA EL AGREGADO GRUESO. Si designamos como: A = Peso en el aire, de la muestra seca al horno (gr.) B = Peso en el aire, de la muestra saturada con superficie seca (gr.) C = Peso en el agua, de la muestra-saturada (gr.) Entonces: a. PESO ESPECÍFICO DE MASA. Calcule el peso específico de masa de la siguiente manera: 𝑃. 𝑒 =

𝐴 𝐵−𝐶

P.e. = Peso específico de masa b. PESO ESPECÍFICO DE MASA SATURADA CON SUPERFICIE SECA. 𝑃. 𝑒. 𝑠. 𝑠. 𝑠. =

𝐵 𝐵−𝐶

P.e.s.s.s = Peso específico de masa saturada con superficie seca, c. PESO ESPECÍFICO APARENTE. 𝑃. 𝑒. 𝑎. =

𝐴 𝐴−𝐶

P.e.a. — Peso específico aparente d. PORCENTAJE DE ABSORCIÓN. 𝐴. 𝑏. =

𝐵−𝐴 ×100 𝐴

A.b. = Porcentaje de Absorción.

PRECISIÓN DE RESULTADOS. En el peso específico, determinaciones por partida doble no deberán diferir en 0.02; y en el porcentaje de Absorción la diferencia no será mayor de 0.05%. De no cumplirse esta condición se tendrá que realizar nuevamente los ensayos. Del promedio de dos o más determinaciones se obtendrá el resultado definitivo. RESULTADOS OBTENIDOS. A. AGREGADO FINO. ENSAYO Wo = Es el peso en el aire de la muestra secada al horno (gr.) V = Volumen del frasco (cm3) Va = Peso (gr.) o volumen (cm3) del agua añadida al frasco. a. Peso especifico de masa. 𝑃𝑒 = 𝑊𝑜⁄(𝑉 − 𝑉𝑎) b. Peso especifico de masa saturada con superfice seca. 𝑃𝑒𝑠 = 500⁄(𝑉 − 𝑉𝑎) c. Peso especifico aparente. 𝑃𝑒𝑎 = 𝑊𝑜⁄[(𝑉 − 𝑉𝑎) − (500 − 𝑊𝑜)] d. Absorción. 𝐴𝑏 = [(50 − 𝑊𝑜)×100]⁄𝑊𝑜 B. AGREGADO GRUESO. ENSAYO A = Peso en el aire de la muestra seca al horno (gr.) B = Peso en el aire de la muestra saturada con superficie seca (gr.) C = Peso en el agua de la muestra saturada (gr.) a. Peso especifico de masa. 𝑃𝑒 = 𝑊𝑜⁄(𝑉 − 𝑉𝑎) b. Peso especifico de masa saturada con superfice seca. 𝑃𝑒𝑠 = 𝐴⁄(𝐵 − 𝐶) c. Peso especifico aparente. 𝑃𝑒𝑎 = 𝐴⁄(𝐴 − 𝐶) d. Absorción. 𝐴𝑏 = [(𝐵 − 𝐴)×100]⁄𝐴

1°

2°

3°

PROMEDIO

494.10

494.00

494.00

---

500

500

500

---

310.8

310.3

310.7

---

2.611

2.603

2.609

2.608

2.643

2.636

2.641

2.64

2.696

2.689

2.695

2.693

1.194

1.215

1.215

1.21

1°

2°

3°

PROMEDIO

3.640

3.735

3.315

---

3.681

3.776

3.353

---

2.252

2.309

2.045

---

2.547

2.546

2.534

2.542

2.576

2.574

2.563

2.571

2.622

2.619

2.610

2.617

1.126

1.098

1.146

1.123