tecnologia del hormigon ARQUITECTURA UTFSM

1. UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
LABORATORIO DE HORMIGÓN
LABORATORIO II
ARIDOS
DETERMINACION DE LA DENSIDAD APARENTE
1. ANTECEDENTES
La densidad aparente en determinado estado de compactación permite relacionar masas y
volumenes y viceversa. Muy utilizado en terreno a la hora de cubicar la compra de materiales, ya que
las dosificaciones y cálculos, usualmente se encuentran en peso y los proveedores venden los áridos
por metros cúbicos. La densidad con que se llenan los camiones es la densidad aparente.
Relacionado con la densidad real permite conocer el grado de compacidad o huecos que posee el
árido. La densidad aparente puede ser suelta o compactada (esta ultima puede obtenerse por
apisonado o por percusión). En esta densidad deben diferenciarse conceptos como volumen macizo,
poros y huecos). Finalmente esta norma es aplicable solo a los pétreos de Dn menor a 100 [mm]
2. EQUIPO NECESARIO
Balanza: tendrá una capacidad superior a la medida llena con un pétreo de densidad
aparente de 200 [kg/m3] y una precisión de 0,1% de la pesada.
Horno: capaz de mantener un temperatura de 110 + 5ºC
Medidas: metálicas, impermeables y provistas de dos asas,
Herramientas y accesorios: pala, poruñas, brocha, varilla pisón, recipientes para secado,
recipientes para pesaje, etc.
3. PROCEDIMIENTO
3.1 Preparación de la muestra y determinación del volumen del molde:
La cantidad de muestra a ocupar debe ser el doble de la capacidad volumétrica señalada en la tabla
Nº, además debe estar seca a masa constante y homogénea.
Como primera acción es necesario verificar la capacidad volumétrica de los moldes.
3.2 Determinación de la densidad aparente suelta (Das):
3.2.1 Llenar la medida con una pala o poruña, descargándola desde una altura de
aproximadamente 5 [cm] sobre el borde superior de la medida. Desplazando la pala o poruña
alrededor del borde, para distribuir uniformemente el vaciado.
3.2.2 Eliminar el exceso empleando la varilla pisón, sin presionar1
.
3.2.3 Determinar y registrar la masa ( ms [Kg]) del pétreo suelto que llena la medida, aproximando
a 1 [Kg/m
3
]. Se repite este procedimiento a lo menos 2 veces.
3.3 Determinación de la densidad aparente compactada por apisonado
Se aplicará a los áridos que cumplan 50< Dn <100 [mm].
3.3.1 Llenar la medida de tres capas de espesores aproximadamente iguales, emparejar cada capa
y compactar mediante 25 golpes de pisón uniformemente repartidos. La primera capa se
apisona en todo su espesor y en las capas superiores, se hace penetrar el pisón en la capa
inferior.
3.3.2 La última capa debe quedar con un exceso, el que luego de ser compactado debe eliminarse
empleando la varilla pisón, sin presionar
1
.
3.3.3 Determinar y registrar la masa de pétreo suelto que llena la medida aproximando a 1 [kg/m
3
].
Repetir este procedimiento a lo menos 2 veces
1
En las gravas gruesas se considera que las pequeñas salientes de algunas partículas se compensan con los huecos que
quedan hacia el interior, en relación con el plano de la media, por lo tanto evitara rellenar dichos huecos con pétreos menores.

2. UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
LABORATORIO DE HORMIGÓN
3.4 Determinación de la densidad aparente compactada por percusión
Se aplica a los áridos que cumplan 50<Dn<100[mm], por lo que se realizara a las gravas.
3.4.1 Llenar la medida en tres capas de espesores aproximadamente iguales, emparejar cada capa
y compactar cada una levantando la medida alternativamente por sus asas opuestas a una
altura aproximada de 5 [cm] y dejándola caer contra una base firme hasta completar 50
percusiones ( 25 veces cada asa).
3.4.2 La ultima capa debe quedar con un exceso, el que luego de recibir la percusión, debe
eliminarse empelando la varilla pisón, sin presionar.
3.4.3 Determinar y registrar la masa del pétreo suelto que llena la medida aproximando a 1
[kg/m3]. Repetir este procedimiento. A lo menos 2 veces
4. CALCULOS
4.1 La densidad aparente, suelta o compactada, debe calcularse por:
[ ]3
/mKg
V
m
Dap s
=
Donde:
ms= masa del árido que llena la medida
V= volumen de la medida
Se calcula el promedio, siempre que la diferencia entre los resultados sea menor a 30 [kg/m3
]
Nota: Se debe entregar el resultado de las densidades de todos los grupos, para poder incluir una
comparación en las conclusiones.

3. UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
LABORATORIO DE HORMIGÓN
DETERMINACION DE LA DENSIDAD REAL Y NETA Y LA ABSORCION DE AGUA DE LAS
GRAVAS
1. ANTECEDENTES
La densidad real y neta permite conocer los volúmenes compactos del árido con el fin de dosificar
morteros u hormigones. Relacionada con la densidad aparente permite conocer la compacidad del
árido. En cuanto a la absorción, esta íntimamente relacionada con la porosidad interna de los granos
del árido y con la permeabilidad de los morteros y hormigones.
Básicamente consiste en calcular las densidades real, neta y la absorción de agua, de las gravas en
función de valores obtenidos en las diferentes condiciones de pesadas. La densidad real considera el
volumen macizo de la partícula, mas el volumen de los poros accesibles e inaccesibles. La densidad
neta considera el volumen macizo más el volumen de los poros inaccesibles solamente. La absorción
es una relación porcentual entre el peso de agua necesaria para llenar los poros y su peso seco.
2. EQUIPO NECESARIO
Balanza: tendrá una capacidad superior a la masa del canastillo porta metra mas la masa de la
muestra de ensaye y una precisión de 0.1% de la pesada
Horno: capaz de mantener una temperatura de 110 + 5 ºC
Canastillo porta muestra: cesto de alambre con malla de abertura igual o inferior a 3 [mm] y
de capacidad igual o superior a 4 [lt]. Tendrá un dispositivo que permita sostenerlo del platillo
de la balanza.
Recipiente: Capaz de mantener totalmente el canastillo porta muestras.
3. PROCEDIMIENTO
3.1 Obtenga una muestra representativa de 4 [Kg] de agregado (cuando el Da sea igual o inferior a
40 [mm])2
y elimine el material que pasa en el tamiz de 5 [mm]
3.2 Lave la muestra hasta remover el polvo superficial o cualquier sustancia extraña adherida a los
granos.
3.3 Secar la muestra en horno hasta masa constante a una temperatura de 110+5 ºC, posterior a eso
dejar enfriar hasta temperatura ambiente.
3.4 Sumergir la muestra en agua durante 24+4 [hrs].
3.5 Retirar la muestra del agua y secar superficialmente las partículas, haciéndolas rodar sobre un
paño húmedo hasta que desaparezca la película visible de agua adherida. Secar individualmente
las partículas mayores. Efectuar toda la operación en el mínimo tiempo posible, evitando la
evaporación de agua de los poros. Determine inmediatamente la masa del árido superficialmente
seco, por pesadas al aire ambiente. Registre como msss.
3.6 Colocarla inmediatamente en el canastillo porta muestras. Sumergir el canastillo, completamente,
en agua a 20+3ºC y determine la masa de la muestra en agua. Registrar como men agua.
3.7 Secar la muestra hasta masa constante en estufa a una temperatura de 110+5ºC. Enfriar la
muestra hasta temperatura ambiente, dentro de un recipiente protegido para evitar la absorción
de agua. Determine la masa de la muestra seca, por pesada al aire ambiente. Registre como
mseca.
4. CALCULOS
4.1 Densidad real
4.1.1 Densidad real seca
[ ]3sec
/1000* mkg
mm
m
D
enaguasss
a
rs
−
=
2
Se aumentaran 4 [kg] por cada 10 [mm] de aumento del Da sobre 40 [mm]

4. UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
LABORATORIO DE HORMIGÓN
Donde:
Drs= densidad real seca, aproximada a 10 [kg/m3
]
mseca= pesada al aire del pétreo seco [gr]
msss= pesada al aire del pétreo saturado superficialmente seco [gr]
men agua= pesada sumergida del pétreo [gr]
4.2 Densidad real del árido saturado superficialmente seco:
[ ]3
/1000* mkg
mm
m
D
enaguasss
sss
rsss
−
=
Donde:
Drsss= densidad real sss, aproximada a 10 [kg/m3
]
4.3 Densidad neta
[ ]3
sec
sec
/1000* mkg
mm
m
D
enaguaa
a
n
−
=
Donde:
Dn= densidad neta, aproximada a 10 [kg/m
3
]
4.4 Absorción:
[ ]%100*
*
sec
sec
a
asss
m
mm
a =
Donde:
a= absorción de agua, aproximada a 0.05 [%]
Nota:
La entrega de datos es de los resultados finales, no de los pesos obtenidos.
Se debe entregar el resultado de las densidades de todos los grupos, para poder incluir una
comparación en las conclusiones.

5. UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
LABORATORIO DE HORMIGÓN
DETERMINACION DE LA DENSIDAD REAL Y NETA Y LA ABSORCION DEL AGUA DE LAS
ARENAS
1. ANTECEDENTES
Al igual que la norma anterior, calcular las densidades real, neta y la absorción de agua, de las
arenas, en función de valores obtenidos en las diferentes condiciones de pesadas, teniendo como
fin, obtener los valores para cálculos de dosificaciones de morteros y hormigones.
2. EQUIPO NECESARIO
Balanza: tendrá una capacidad superior a 1 [kg] y una precisión de 0.1 % de la pesada.
Horno: capaz de mantener una temperatura a 110 ± 5 ºC
Recipientes: limpios, resistentes y estancos, de capacidad suficiente para contener la muestra
de ensaye.
Matraz: aforado, llevara una marca de calibración que indica el volumen contenido, con una
precisión de ± 0.1 [cc]. Dicho volumen excederá en a lo menos el 50[%] al volumen aparente
de la muestra de pétreo fino
Molde: de forma tronco-cónico de 30 [mm] de diámetro en la parte superior, 89 [mm] de
diámetro en la parte inferior y 74 [mm] de altura. Estará confeccionado con una plancha
metálica de un espesor igual o superior a 1 [mm]
Pisón: Será una varilla metálica, con uno de sus extremos de sección plana y circular de 25
[mm] de diámetro. Tendrá una masa de 350 ±10 [gr]
3. PROCEDIMIENTO
3.1 Obtener una muestra representativa del material que pasa por el tamiz de 5 [mm] (ASTM Nº4), de
aproximadamente 100[gr]
3.2 Secar el árido en estufa a una temperatura de 110 ± 5 ºC
3.3 Sumergir el árido en agua a temperatura ambiente por un periodo de 24 [hr]
3.4 Terminada la inmersión extender el árido alcance la condición suelta.
3.5 Colocar el molde cónico sujeto firmemente contra una superficie lisa y no absorbente, con su
diámetro mayor hacia abajo, llenarlo con el árido en condición suelta y compactar suavemente
con 25 golpes de pisón. El pisón se deja caer siempre desde una misma altura: desde el borde
del molde cónico.
3.6 Levantar el molde verticalmente. Si hay humedad libre el cono conservara su forma en este caso
se debe continuar el secado y revoltura y repetir el moldeo a intervalos frecuentes, hasta que el
cono se asiente según su talud natural al retirar el molde (usualmente queda una superficie sin
derrumbar de 1 cm2
). Esto indica que la arena ha alcanzado la condición de saturada
superficialmente seca.
3.7 Inmediatamente que el árido alcance la condición sss, separar el tamaño de muestra de ensayo
que será superior a 50 [gr] e inferior de 100 [gr]
3.8 Medir y registrar la masa de la muestra de ensayo en condición sss.
3.9 Colocar la muestra en el matraz y si se conoce el peso del matraz vacío verificar el peso del
matraz mas muestra sin agua (a veces se pierde material al introducir la muestra al matraz). Se
registra msss como [(matras + muestras)-matraz vacío]. Luego llenar hasta ¼ del volumen del
matraz o hasta que cubra alrededor de 1 [cm] la muestra introducida, con agua a 20 ºC
3.10 Eliminar las burbujas de aire golpeándolo ligeramente con la palma de la mano, o bien
revolviendo con una varilla de vidrio, o también empelando una bomba de vacío.
3.11 Antes de esta operación, es conveniente medir otra cantidad de “montón” de material en
condición sss, exactamente igual a la cantidad introducida al matraz. Debe hacerse rápido, ya
que la condición sss es durante poco tiempo, porque se evapora rápidamente el agua de sus
poros. Secarla a fuego directo y una vez fría registrarla como la masa en condición seca (ms)
3.12 Completar con agua a 20 ºC, hasta la marca de calibración. Medir la masa total del matraz,
mas la muestra de ensayo y el agua.(mmt)
3.13 Sacar la muestra del frasco, lavarlo y secarlo por fuera, para ser llenado solamente con agua
a una temperatura de 20º C, hasta la marca de calibración.
3.14 Medir y registrar la masa de matraz mas agua (ma).

6. UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
LABORATORIO DE HORMIGÓN
4. CALCULOS
4.1 Densidad real
4.1.1 Densidad real seca
[ ]3
/1000* mkg
mmm
m
D
mtsssa
s
rs
−+
=
Donde:
Drs= densidad real seca, aproximada a 1 [kg/m
3
]
ms= pesada al aire de la arena seca
msss= pesada al aire de la arena saturada superficialmente seca
ma= matraz con agua, hasta la marca de calibración[gr]
mmt= matraz con la muestra mas agua, hasta la marca de calibración [gr]
4.1.2 Densidad real saturada superficialmente seca:
[ ]3
/1000 mkg
mmm
m
D
mtsssa
sss
rsss
−+
=
Donde:
Drsss.= densidad real sss, aproximada a 1 [km/m3
]
4.2 Densidad neta
[ ]3
/1000* mkg
mmm
m
D
mtsa
s
n
−+
=
Donde:
Dn= densidad neta, aproximada a 1 [kg/ m
3
]
10
Cuando una muestra tiene mas de 15% de material retenido en 5 [mm], deben separarse las fracciones y analizarse por
separado, ponderando el resultado del árido total respecto del valor de la granulometría
4.3 Absorción
s
ssss
m
mm
a
−
=
Donde:
a = absorción de agua, aproximada a 0.02 [%]
Nota:
La entrega de datos es de los resultados finales, no de los pesos obtenidos
Se debe entregar el resultado de las densidades de todos los grupos, para poder incluir una
comparación en las conclusiones.

7. UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
LABORATORIO DE HORMIGÓN
DETERMINACION DE HUECOS
1. ANTECEDENTES
Establecer el procedimiento que permita determinar el contenido de huecos de los áridos, utilizando
como datos la densidad real y aparente del mismo árido.
2. CALCULOS
2.1 Con los datos definidos por los ensayes de densidad real y densidad aparente (cualquiera de las
tres cantidades aparentes, pero especificando cual), se calcula el contenido de huecos según la
formula:
[ ]%100*
r
ar
D
DD
H
−
=
Donde:
Dr = densidad real del árido
Da = densidad aparente del árido
Nota: Se entrega a las ayudantes el porcentaje de huecos de cada árido (grueso y fino). Esta
determinación se incluye en el informe y se comenta en las conclusiones.