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Es teoria de densidad...

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

ENSAYO DE MATERIALES II

Tema: Densidad aparente de los agregados Docente: Ing. Alex Frías Integrantes: Bonilla Alexis Pachucho Nataly Tenelema Giovanni Tigasi Freddy SEXTO “B”

Mayo 2020 – Septiembre 2020

1

ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN................................................................................................................... 3 2. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 4 2.1 Objetivos Generales .......................................................................................................... 4 2.2 Objetivos Específicos......................................................................................................... 4 3. LISTADO DE EQUIPOS, MATERIALES Y RECURSOS ................................................ 4 4. ACTIVIDADES POR REALIZAR ....................................................................................... 4 5. CALCULOS TÍPICOS ........................................................................................................... 5 6. RESULTADOS OBTENIDOS ............................................................................................... 8 7. CONCLUSIONES ................................................................................................................. 10 8. RECOMENDACIONES ....................................................................................................... 10 9. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 11 10. ANEXOS .............................................................................................................................. 11 10.1 Fotografías ..................................................................................................................... 11

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1. INTRODUCCIÓN La densidad aparente de los áridos es una de sus principales cualidades, por que influye en la densidad y en la resistencia de los hormigones con ellos elaborados. La densidad aparente de un grano se define como la relación entre la masa de dicho grano y el volumen encerrado dentro de la superficie que lo envuelve. Este volumen abarca tanto el volumen del material sólido como el de los poros contenidos en el interior del grano. La reducción de la densidad aparente depende del proceso de elaboración del grano, ella varía entre 1/3 y 2/3 del valor de los áridos considerados normales. [1] Para la obtención de la DA se utiliza el principio de Arquímedes y las especificaciones de la norma INEN 858, este principio se basa en la relación de la masa sobre el volumen de la parte sólida. La densidad aparente pertenece al material sólido de partículas constituyentes, no incluyendo el espacio de poros entre partículas, que es accesible al agua. Este valor no es ampliamente usado en la tecnología de agregados de construcción. [2] La densidad real de los áridos varía entre límites relativamente estrechos (2,6 a 3,0 kg/dm3). [1] La densidad real para el agregado grueso (DRR) se basa en las especificaciones de la norma INEN 857, y para el agregado fino (DRA) en la norma INEN 856. 𝐷𝑅𝑅 =

𝑀𝑠𝑠𝑠 𝑀𝑠𝑠 − 𝑀𝑒𝑛𝑒𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 𝛿𝑎𝑔𝑢𝑎

𝐷𝑅𝐴 =

𝑀𝑠𝑠𝑠 𝑉𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙

La humedad de los agregados tiene gran importancia en la dosificación de los hormigones ya que estos materiales tienden a hincharse y aumentan su volumen. La influencia de los agregados tiene un efecto muy importante en la realización de hormigones no solo en el acabado sino también en la resistencia, trabajabilidad, durabilidad y propiedades térmicas y elásticas. El Principio de Arquímedes asegura que todo cuerpo sumergido en un flujo o fluido ensaya un empuje vertical hacia arriba igual al peso del flujo desalojado. El fenómeno de flotación consiste en la perdida aparente de peso de los objetos sumergidos en un líquido. Esto se debe a que cuando un objeto se encuentra sumergido dentro de un líquido, los líquidos ejercen presión sobre todas las paredes del recipiente que los contiene, así como sobre todo cuerpo sumergido dentro del líquido. [3] 3

2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo General Determinar la densidad aparente de los agregados pétreos que se utilizan para la dosificación del hormigón. 2.2 Objetivos Específicos •

Determinar la densidad aparente suelta y compactada de los agregados pétreos de acuerdo a las especificaciones de la norma INEN respectiva (8589).

•

Determinar los porcentajes óptimos de mezcla de agregados pétreos (fino y grueso) para la dosificación del hormigón.

3. LISTADO DE EQUIPOS, MATERIALES Y RECURSOS •

Piedra

•

Arena

•

Bandeja metálica

•

Recipiente metálico

•

Carretilla

•

Balanza eléctrica

•

Pala

•

Varilla de acero con punta redondeada

4. ACTIVIDADES POR REALIZAR •

Pesar el recipiente metálico vacío

•

Para la determinación de la densidad aparente suelta, se llena el recipiente metálico con el agregado secó únicamente con la pala y luego se enrasa a nivel del borde del recipiente.

•

Pesar el recipiente metálico más el agregado suelto.

•

Para la determinación de la densidad aparente compactada, se llena el recipiente metálico en 3 capas con el agregado seco, a cada capa se la compacta con la varilla de acero dando 25 golpes repartidos sobre su superficie.

•

Usando la misma varilla se enrasa a nivel del borde del recipiente.

•

Pesar el recipiente metálico más el agregado compactado.

•

Calcular las densidades aparentes.

4

5. CALCULOS TÍPICOS

NOMENCLATURA: 𝑚𝑟𝑒𝑐 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒

𝑚 + 𝑚𝑟𝑒𝑐 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 + 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑉𝑟 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑚 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜

𝑑𝑎𝑝 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑝𝑟𝑜𝑚 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜

𝑀𝑎𝑓 + 𝐴𝑔 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑜 + 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 DATOS AGREGADO FINO 𝑚𝑟𝑒𝑐 = 10𝑘𝑔

𝑚1 + 𝑚𝑟𝑒𝑐 = 38𝑘𝑔

𝑚2 + 𝑚𝑟𝑒𝑐 = 38,1𝑘𝑔 𝑉𝑟 = 20,568𝑑𝑚3

MASA DEL AGREGADO 𝑚1 = (𝑚1 + 𝑚𝑟𝑒𝑐) − 𝑚𝑟𝑒𝑐 𝑚1 = 38𝑘𝑔 − 10𝑘𝑔

𝑚1 = 28𝑘𝑔

𝑚2 = (𝑚2 + 𝑚𝑟𝑒𝑐) − 𝑚𝑟𝑒𝑐 𝑚2 = 38,1𝑘𝑔 − 10𝑘𝑔 𝑚2 = 28,1𝑘𝑔

𝑉𝑟 = 20,568𝑑𝑚3

𝑑𝑎𝑝 =

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒

𝑑𝑎𝑝1 =

28 𝑘𝑔 20,568 𝑑𝑚3

𝑑𝑎𝑝1 = 1,361

5

𝑘𝑔 𝑑𝑚3

𝑑𝑎𝑝2 =

28,1 𝑘𝑔 20,568 𝑑𝑚3

𝑑𝑎𝑝2 = 1,366

𝑘𝑔 𝑑𝑚3

𝑘𝑔 𝑘𝑔 ) 1,361 ( 3 ) + 1,366 ( 𝑑𝑚3 𝑑𝑚 𝑑𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 2 𝑑𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 1,364

𝑘𝑔 𝑑𝑚3

DATOS AGREGADO GRUESO MASA DEL AGREGADO 𝒎𝟏 = 𝟐𝟗, 𝟏𝒌𝒈 𝒎𝟐 = 𝟐𝟗, 𝟐𝒌𝒈

𝑽𝒓 = 𝟐𝟎, 𝟓𝟔𝟖𝒅𝒎𝟑 𝑑𝑎𝑝 =

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒

𝑑𝑎𝑝1 =

29,1 𝑘𝑔 20,568 𝑑𝑚3

𝑑𝑎𝑝1 = 1,415 𝑑𝑎𝑝2 =

𝑘𝑔 𝑑𝑚3

29,2 𝑘𝑔 20,568 𝑑𝑚3

𝑑𝑎𝑝2 = 1,419 𝑘𝑔 𝑘𝑔 1,415 ( 3 ) + 1,419 ( ) 𝑑𝑚 𝑑𝑚3 𝑑𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 2 𝑘𝑔 𝑑𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 1,417 ( 3 ) 𝑑𝑚

6

𝑘𝑔 𝑑𝑚3

DENSIDAD APARENTE COMPACTADA DE LOS AGREGADOS Agregado fino compactado 𝒎𝟏 = 𝟑𝟏, 𝟏𝒌𝒈 𝒎𝟐 = 𝟑𝟎, 𝟕𝒌𝒈

𝑽𝒓 = 𝟐𝟎, 𝟓𝟔𝟖𝒅𝒎𝟑 𝑑𝑎𝑝 = 𝑑𝑝𝑟𝑜𝑚 =

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙1 + 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙2 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑎𝑝1 =

31,1𝑘𝑔 20,568𝑑𝑚3

𝑑𝑎𝑝1 = 1,512 𝑑𝑎𝑝2 =

30.7𝑘𝑔 20,568𝑑𝑚3

𝑑𝑎𝑝2 = 1,493 𝑑𝑝𝑟𝑜𝑚1 =

(1,51

𝑑𝑝𝑟𝑜𝑚1 = 1,502

𝑘𝑔 𝑑𝑚3

𝑘𝑔 𝑑𝑚3

𝑘𝑔 𝑘𝑔 + 1,49 ) 𝑑𝑚3 𝑑𝑚3 2 𝑘𝑔 𝑑𝑚3

Agregado grueso compactado 𝒎𝟏 = 𝟑𝟎, 𝟏𝒌𝒈 𝒎𝟐 = 𝟑𝟎, 𝟓𝒌𝒈

𝑽𝒓 = 𝟐𝟎, 𝟓𝟔𝟖𝒅𝒎𝟑 𝑑𝑎𝑝 =

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒

𝑑𝑎𝑝1 =

30,1𝑘𝑔 20,568𝑑𝑚3

𝑑𝑎𝑝1 = 1,463 𝑑𝑎𝑝2 =

𝑘𝑔 𝑑𝑚3

30,5𝑘𝑔 20,568𝑑𝑚3 7

𝑑𝑎𝑝2 = 1,483 𝑑𝑝𝑟𝑜𝑚1 =

(1,46

𝑑𝑝𝑟𝑜𝑚1 = 1,473

𝑘𝑔 𝑑𝑚3

𝑘𝑔 𝑘𝑔 ) + 1,48 3 𝑑𝑚3 𝑑𝑚 2 𝑘𝑔

𝑑𝑚3

6. RESULTADOS OBTENIDOS TABLA N. 1 DENSIDAD APARENTE SUELTA DE LOS AGREGADOS Masa del recipiente 10 kg Volumen del 20,568 dm3 recipiente DENS. MASA DENSIDAD APARENT MASA AGREGADO REC+AGREGAD PROMEDI AGREGAD E SUELTA O [kg/dm3] O [kg] [kg/dm3] O [kg] FINO FINO GRUESO GRUESO

38 38,1 39,1 39,2

28 28,1 29,1 29,2

1,361 1,366 1,415 1,420

1,364 1,417

TABLA N. 2 DENSIDAD APARENTE COMPACTADA DE LOS AGREGADOS Masa del recipiente 10 kg Volumen del 20,568 dm3 recipiente DENS. MASA DENSIDAD APARENTE MASA REC+AGREGAD PROMEDI AGREGADO AGREGAD COMPACTAD O [kg/dm3] O [kg] A [kg/dm3] O [kg] FINO FINO GRUESO GRUESO

41,1 40,7 40,1 40,5

31,1 30,7 30,1 30,5

8

1,512 1,493 1,463 1,483

1,502 1,473

TABLA N. 3 % Mezcla Arena Ripio A R 100

0

90

10

80

20

70

30

60

40

50

50

40

60

Cantidad [kg] R

A

Añadido Agregado + Agregado D.A recipiente Mezcla A kg kg kg/dm3

40,1 40,5 43,7 40 4,44 4,44 43,3 46,6 40 10 5,56 46,8 48,5 40 17,14 7,14 48,7 49,5 40 26,67 9,53 49,5 48,9 40 40 13,33 49 48,5 40 60 20 48,9 PORCENTAJE MÁXIMO DE AGREGADO FINO PORCENTAJE MÁXIMO DE AGREGADO GRUESO PORCENTAJE ÓPTIMO DEL AGREGADO FINO PORCENTAJE ÓPTIMO DEL AGREGADO FINO DENSIDAD APARENTE MÁXIMO DEL AGREGADO (MEZCLA) DENSIDAD APARENTE MÁXIMO DEL AGREGADO (MEZCLA) 40

0

0

9

30,1 30,5 33,7 33,3 36,6 36,8 38,5 38,7 39,5 39,5 38,9 39 38,5 38,9

1,463 1,483 1,638 1,619 1,779 1,789 1,872 1,882 1,920 1,920 1,891 1,896 1,872 1,891

40 % 60 % 36 % 64 %

1,920 kg/dm3

1,911 kg/dm3

D.A Promedio kg/dm3 1,473 1,629 1,784 1,877 1,920 1,894 1,882

7. CONCLUSIONES • Se concluyó que la densidad aparente del agregado fino suelta es de 1,364 kg/𝑑𝑚3 ,a su vez la densidad aparente del agregado fino compactada fue de 1,502 kg/𝑑𝑚3 , existiendo una diferencia entre estos, con un valor de 0,138 kg/𝑑𝑚3 , esto debido a que agregado fino suelta posee espacios vacíos entre las partículas en comparación al agregado fino compactada. • Se determino la densidad aparente suelta y compactada del agregado grueso siendo estos de 1,417 kg/𝑑𝑚3 , 1,473 kg/𝑑𝑚3 respectivamente, por la cual podemos observar que la densidad aparente compactada tiene una mayor densidad, debido a que el ensayo se lo realiza con 25 golpes, observando que no quedan espacios vacíos, es decir posee poros cerrados o inaccesibles. • Se logro obtener con los porcentajes máximo del agregado de 36 y 40 por ciento respectivamente valores de densidad aparente máximo del agregado en la mezcla de 1,911 kg/𝑑𝑚3 y 1,920 kg/𝑑𝑚3 respectivamente. 8. RECOMENDACIONES • Se tiene que designar una persona que realice los golpes ya que si otra persona lo suplanta podría afectar los resultados debido a que los realizaría con una fuerza diferente • Al realizar los golpes tiene que asegurarse de repartir los golpes por toda la superficie para poder llegar a resultados más exactos • Tener en cuenta que el material sea homogéneo para obtener resultados lo más cercano a la realidad

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9. BIBLIOGRAFÍA

[1] I. G. A. R. L., «Agregados para mortero o concreto,» 2010. [En línea]. Available: file:///C:/Users/DELL/Downloads/Cap.%2002%20%20Agregados%20para%20mortero%20y%20concreto%20(1).pdf. [2] J. S. Cañas, «Universidad Centroamericana,» Materiales de construccion, 2003. [En línea]. Available: http://www.uca.edu.sv/mecanicaestructural/materias/materialesCostruccion/guiasLab/ensayoAgregados/Densidad% 20gravedad%20especifica%20y%20absorcion%20de%20agregados%20finos.pdf. [3] L. Teran, 2011. [En línea]. Available: https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/56186950/PRINCIPIO_DE_ARQUIMEDES .pdf?1522299369=&response-contentdisposition=inline%3B+filename%3DPRINCIPIO_DE_ARQUIMEDES.pdf&Exp ires=1594607681&Signature=OJcQq4xgHhvBOiwjLvZcgYSHZHe8jaIY8LKXn9 DSGl629K6Gpn4FRX3qUwNaw. 10. ANEXOS 10.1 Fotografías

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