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DENSIDAD, DENSIDAD
RELATIVA Y ABSORCIÓN DEL
ÁRIDO FINO
mfvalarezo@gmail.com
Marlon Valarezo A.
Importancia
mfvalarezo@gmail.com 2
La norma ASTM C 128 cubre la determinación de la
densidad (el volumen no incluye el espacio entre
partículas), densidad relativa (gravedad especifica) y
absorción en el árido fino.
Este método determina la densidad o la porción
esencialmente sólida de las partículas de árido y
presenta un valor promedio. Se diferencia con el
método ASTM C 29 que determina la masa
volumétrica de los áridos, por que este incluye en el
volumen, el espacio entre las partículas. El método
de ensayo ASTM C 128 no deberá utilizarse con
áridos de peso ligero.
Matraz: En el procedimiento
volumétrico se utiliza un
matraz o frasco Le Chatelier de
acuerdo con la norma ASTM
C188, para una muestra de
aproximadamente 55 gr.
Picnómetro: Un frasco con un volumen que permita
un 50 % de espacio libre después de haber
colocado la muestra de árido fino dentro de él.
Equipo:
Balanza: Con capacidad para 1 kg o más y
sensibilidad de 0.1 gr. ó 0.1 % de la carga
de prueba.
mfvalarezo@gmail.com
3
4mfvalarezo@gmail.com
Molde y compactador: Para la
prueba de humedad superficial se
requiere un molde de metal
(espesor 0,8mm) de forma
troncocónica con las siguientes
dimensiones:
d = 40 ± 3mm
D = 90 ± 3mm
h = 75 ± 3mm
El compactador metálico deberá
tener una masa de 340 ± 15
gramos y una cara plana de
compactación de sección circular
con 25 ± 3mm de diámetro.
Horno: Suficientemente grande y que pueda mantener una
temperatura uniforme de 110 ± 5 °C.
mfvalarezo@gmail.com 5
Muestra:
1. Obtenga la muestra de acuerdo con
la norma ASTM D75 y reducirla
usando los procedimientos de ASTM
C702 hasta obtener un tamaño de
aproximadamente 1 kg.
2. Secar la muestra a una temperatura
de 110 ± 5°C hasta conseguir una
masa constante. Luego enfriar la
muestra hasta que presente una
temperatura confortable para su
manipulación. Cubrir la muestra con
agua, por inmersión o por adición
de por lo menos un 6% de humedad
y mantenerla así por 24 ± 4 horas
MUESTRA SECA A MASA CONSTANTE
MUESTRA CUBIERTA CON AGUA
mfvalarezo@gmail.com 6
3. Decantar el exceso de agua con cuidado
para evitar pérdida de finos. Extender la
muestra sobre una superficie plana no
absorbente y someterla a la acción de
una corriente suave de aire caliente.
Mezclar frecuentemente para obtener
una homogeneidad de secado.
4. Continuar esta operación hasta que las
partículas del árido fino no se adhieran
marcadamente entre sí. Continúe
secando hasta que la prueba indique
que el espécimen ha alcanzado una
condición saturada superficialmente
seca. En caso de que la muestra se haya
secado demasiado se debe saturar
nuevamente con agua durante 30
minutos y se debe repetir el ensayo.
DECANTAR EL EXCESO DE AGUA
SECADO POR CORRIENTE DE AIRE
CALIENTE.
mfvalarezo@gmail.com 7
5. Ensayo de humedad superficial:
Sujete el molde firmemente sobre
una superficie lisa no absorbente con
el diámetro mayor abajo. Coloque una
porción de árido fino (parcialmente
secado) sin apretarlo en el molde,
hasta llenarlo. Suavemente apisone el
árido fino dentro del molde con 25
caídas del pisón metálico. Comenzar a
compactar aproximadamente 5 mm
por encima de la superficie del árido
fino. Limpiar el arena de la base del
cono y alzar el molde verticalmente.
Si todavía hay humedad superficial
presente, el árido fino retendrá la
forma del molde, si la muestra se
disgrega levemente se obtendrá la
condición saturada superficialmente
seca.
Procedimiento gravimétrico (picnómetro):
mfvalarezo@gmail.com 8
1. Llenar parcialmente el picnómetro con agua. Introducir dentro del
picnómetro 500±10 gr de muestra en estado saturado superficialmente
seco (preparado de acuerdo al procedimiento anterior) y complete el
llenado del picnómetro con agua adicional hasta aproximadamente el
90% de su capacidad.
2. Ruede e invierta el picnómetro agitándolo manualmente para eliminar
todas las burbujas de aire. Usualmente se requiere de 15 a 20 minutos en
procesos manuales para eliminar las burbujas de aire. En muchas
ocasiones se produce espuma que puede ser eliminada mediante toallas
de papel o alcohol isopropilico.
3. Después de eliminar todas las burbujas de aire, ajuste la temperatura del
picnómetro y su contenido a 23 ± 2°C. Llene el picnómetro con agua
hasta su marca de calibración.
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4. Determinar la masa total del
picnómetro, el espécimen y el
agua.
5. Retire el árido fino del picnómetro,
seque la muestre al horno hasta
masa constante a una temperatura
de 110 ± 5°C, deje enfriar en un
cuarto ventilado por 1 ± 1/2 horas y
determine la masa.
6. Determine la masa del picnómetro
lleno de agua a 23 ± 2°C hasta su
capacidad calibrada.
MASA DEL PICNOMETRO
LLENO DE AGUA
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Procedimiento volumétrico (matraz o frasco Le Chatelier):
1. Llene el matraz inicialmente con agua hasta la marca entre 0 y 1 mL.
Registre esta lectura inicial con el matraz y su contenido a una
temperatura dentro de 23 ± 2°C. Añada 55 ± 5 g de árido fino en
condición saturado superficialmente seco (u otra cantidad medida
según sea necesario).
LLENADO INICIAL DEL
MATRAZ
COLOCACIÓN DE LA
MUESTRA EN EL MATRAZ
mfvalarezo@gmail.com 11
2. Introduzca todo el árido fino en el matraz, coloque el tapón y ruede el matraz
en una posición inclinada para de esta manera eliminar todo el aire atrapado.
Registre la lectura final con el matraz y su contenido dentro de 1°C de la
temperatura original.
3. Para determinar la absorción, use y separe 500 ± 10 g. de la porción de la
muestra saturada superficialmente seca del árido fino, seque hasta masa
constante y determine la masa seca.
DETERMINACION DE LA MASA
DEL MATRAZ CON SU
CONTENIDO
Cálculos matemáticos:
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𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 (𝑆𝐻) =
𝐴
𝐵 + 𝑆 − 𝐶
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 (𝑆𝑆𝑆) =
𝑆
𝐵 + 𝑆 − 𝐶
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 =
𝐴
𝐵 + 𝐴 − 𝐶
A = Masa de la muestra seca al horno, gr.
B = Masa del picnómetro más lleno con agua hasta la marca de calibración, gr.
C = Masa del picnómetro lleno con la muestra y agua hasta la marca de
calibración, gr.
S = Masa de la muestra en estado saturado superficialmente seco, gr.
Procedimiento gravimétrico.
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Procedimiento volumétrico.
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 (𝑆𝐻) =
𝑆1
𝐴
𝑆
0,9975 𝑅2 − 𝑅1
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 (𝑆𝑆𝑆) =
𝑆1
0,9975 𝑅2 − 𝑅1
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 =
𝑆1
𝐴
𝑆
0,9975 𝑅2 − 𝑅1 −
𝑆1
𝑆
𝑆 − 𝐴
R1 = Lectura inicial del nivel de agua en el matraz, mL
R2 = Lectura final del agua en el matraz, mL
S = Masa de la muestra en estado saturado superficialmente seco (usada en
el procedimiento gravimétrico para la densidad y la densidad relativa o
para determinar la absorción con ambos procedimientos), gr
S1 = Masa de la muestra en condición saturado superficialmente seco (usada
en el procedimiento volumétrico para la densidad y la densidad
relativa), gr
mfvalarezo@gmail.com 14
En ambos métodos para calcular la densidad únicamente se multiplica la
densidad relativa por la densidad del agua a 23°C que es 997,5 kg/m3. Así
mismo, la absorción se determina de la siguiente manera:
𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛, % =
𝑆 − 𝐴
𝐴
× 100
Reporte:
 Los resultados de densidad deben reportarse con aproximación
de 10 kg/m3.
 La densidad relativa se reporta con una aproximación de 0,01
indicando la condición del árido: seco al horno (SH), saturado
superficialmente seco (SSS) o aparente.
 Reportar los resultados de la absorción con aproximación al 0,1%.
Fuentes de Consulta.
• ASTM C 128-04, Standard Test Method for Density,
Relative Density (Specific Gravity), and Absorption
of Fine Aggregate.
• Valarezo M., Román J., Técnico en Ensayos de
Agregados-Nivel I, Editorial UTPL, 2009.
• NTE INEN 856:2010 Áridos. Determinación de la
Densidad, Densidad Relativa (Gravedad Especifica)
y Absorción del Árido Fino.
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Densidad y absorción árido fino

  • 1. DENSIDAD, DENSIDAD RELATIVA Y ABSORCIÓN DEL ÁRIDO FINO mfvalarezo@gmail.com Marlon Valarezo A.
  • 2. Importancia mfvalarezo@gmail.com 2 La norma ASTM C 128 cubre la determinación de la densidad (el volumen no incluye el espacio entre partículas), densidad relativa (gravedad especifica) y absorción en el árido fino. Este método determina la densidad o la porción esencialmente sólida de las partículas de árido y presenta un valor promedio. Se diferencia con el método ASTM C 29 que determina la masa volumétrica de los áridos, por que este incluye en el volumen, el espacio entre las partículas. El método de ensayo ASTM C 128 no deberá utilizarse con áridos de peso ligero.
  • 3. Matraz: En el procedimiento volumétrico se utiliza un matraz o frasco Le Chatelier de acuerdo con la norma ASTM C188, para una muestra de aproximadamente 55 gr. Picnómetro: Un frasco con un volumen que permita un 50 % de espacio libre después de haber colocado la muestra de árido fino dentro de él. Equipo: Balanza: Con capacidad para 1 kg o más y sensibilidad de 0.1 gr. ó 0.1 % de la carga de prueba. mfvalarezo@gmail.com 3
  • 4. 4mfvalarezo@gmail.com Molde y compactador: Para la prueba de humedad superficial se requiere un molde de metal (espesor 0,8mm) de forma troncocónica con las siguientes dimensiones: d = 40 ± 3mm D = 90 ± 3mm h = 75 ± 3mm El compactador metálico deberá tener una masa de 340 ± 15 gramos y una cara plana de compactación de sección circular con 25 ± 3mm de diámetro. Horno: Suficientemente grande y que pueda mantener una temperatura uniforme de 110 ± 5 °C.
  • 5. mfvalarezo@gmail.com 5 Muestra: 1. Obtenga la muestra de acuerdo con la norma ASTM D75 y reducirla usando los procedimientos de ASTM C702 hasta obtener un tamaño de aproximadamente 1 kg. 2. Secar la muestra a una temperatura de 110 ± 5°C hasta conseguir una masa constante. Luego enfriar la muestra hasta que presente una temperatura confortable para su manipulación. Cubrir la muestra con agua, por inmersión o por adición de por lo menos un 6% de humedad y mantenerla así por 24 ± 4 horas MUESTRA SECA A MASA CONSTANTE MUESTRA CUBIERTA CON AGUA
  • 6. mfvalarezo@gmail.com 6 3. Decantar el exceso de agua con cuidado para evitar pérdida de finos. Extender la muestra sobre una superficie plana no absorbente y someterla a la acción de una corriente suave de aire caliente. Mezclar frecuentemente para obtener una homogeneidad de secado. 4. Continuar esta operación hasta que las partículas del árido fino no se adhieran marcadamente entre sí. Continúe secando hasta que la prueba indique que el espécimen ha alcanzado una condición saturada superficialmente seca. En caso de que la muestra se haya secado demasiado se debe saturar nuevamente con agua durante 30 minutos y se debe repetir el ensayo. DECANTAR EL EXCESO DE AGUA SECADO POR CORRIENTE DE AIRE CALIENTE.
  • 7. mfvalarezo@gmail.com 7 5. Ensayo de humedad superficial: Sujete el molde firmemente sobre una superficie lisa no absorbente con el diámetro mayor abajo. Coloque una porción de árido fino (parcialmente secado) sin apretarlo en el molde, hasta llenarlo. Suavemente apisone el árido fino dentro del molde con 25 caídas del pisón metálico. Comenzar a compactar aproximadamente 5 mm por encima de la superficie del árido fino. Limpiar el arena de la base del cono y alzar el molde verticalmente. Si todavía hay humedad superficial presente, el árido fino retendrá la forma del molde, si la muestra se disgrega levemente se obtendrá la condición saturada superficialmente seca.
  • 8. Procedimiento gravimétrico (picnómetro): mfvalarezo@gmail.com 8 1. Llenar parcialmente el picnómetro con agua. Introducir dentro del picnómetro 500±10 gr de muestra en estado saturado superficialmente seco (preparado de acuerdo al procedimiento anterior) y complete el llenado del picnómetro con agua adicional hasta aproximadamente el 90% de su capacidad. 2. Ruede e invierta el picnómetro agitándolo manualmente para eliminar todas las burbujas de aire. Usualmente se requiere de 15 a 20 minutos en procesos manuales para eliminar las burbujas de aire. En muchas ocasiones se produce espuma que puede ser eliminada mediante toallas de papel o alcohol isopropilico. 3. Después de eliminar todas las burbujas de aire, ajuste la temperatura del picnómetro y su contenido a 23 ± 2°C. Llene el picnómetro con agua hasta su marca de calibración.
  • 9. mfvalarezo@gmail.com 9 4. Determinar la masa total del picnómetro, el espécimen y el agua. 5. Retire el árido fino del picnómetro, seque la muestre al horno hasta masa constante a una temperatura de 110 ± 5°C, deje enfriar en un cuarto ventilado por 1 ± 1/2 horas y determine la masa. 6. Determine la masa del picnómetro lleno de agua a 23 ± 2°C hasta su capacidad calibrada. MASA DEL PICNOMETRO LLENO DE AGUA
  • 10. mfvalarezo@gmail.com 10 Procedimiento volumétrico (matraz o frasco Le Chatelier): 1. Llene el matraz inicialmente con agua hasta la marca entre 0 y 1 mL. Registre esta lectura inicial con el matraz y su contenido a una temperatura dentro de 23 ± 2°C. Añada 55 ± 5 g de árido fino en condición saturado superficialmente seco (u otra cantidad medida según sea necesario). LLENADO INICIAL DEL MATRAZ COLOCACIÓN DE LA MUESTRA EN EL MATRAZ
  • 11. mfvalarezo@gmail.com 11 2. Introduzca todo el árido fino en el matraz, coloque el tapón y ruede el matraz en una posición inclinada para de esta manera eliminar todo el aire atrapado. Registre la lectura final con el matraz y su contenido dentro de 1°C de la temperatura original. 3. Para determinar la absorción, use y separe 500 ± 10 g. de la porción de la muestra saturada superficialmente seca del árido fino, seque hasta masa constante y determine la masa seca. DETERMINACION DE LA MASA DEL MATRAZ CON SU CONTENIDO
  • 12. Cálculos matemáticos: mfvalarezo@gmail.com 12 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 (𝑆𝐻) = 𝐴 𝐵 + 𝑆 − 𝐶 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 (𝑆𝑆𝑆) = 𝑆 𝐵 + 𝑆 − 𝐶 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 = 𝐴 𝐵 + 𝐴 − 𝐶 A = Masa de la muestra seca al horno, gr. B = Masa del picnómetro más lleno con agua hasta la marca de calibración, gr. C = Masa del picnómetro lleno con la muestra y agua hasta la marca de calibración, gr. S = Masa de la muestra en estado saturado superficialmente seco, gr. Procedimiento gravimétrico.
  • 13. mfvalarezo@gmail.com 13 Procedimiento volumétrico. 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 (𝑆𝐻) = 𝑆1 𝐴 𝑆 0,9975 𝑅2 − 𝑅1 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 (𝑆𝑆𝑆) = 𝑆1 0,9975 𝑅2 − 𝑅1 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑆1 𝐴 𝑆 0,9975 𝑅2 − 𝑅1 − 𝑆1 𝑆 𝑆 − 𝐴 R1 = Lectura inicial del nivel de agua en el matraz, mL R2 = Lectura final del agua en el matraz, mL S = Masa de la muestra en estado saturado superficialmente seco (usada en el procedimiento gravimétrico para la densidad y la densidad relativa o para determinar la absorción con ambos procedimientos), gr S1 = Masa de la muestra en condición saturado superficialmente seco (usada en el procedimiento volumétrico para la densidad y la densidad relativa), gr
  • 14. mfvalarezo@gmail.com 14 En ambos métodos para calcular la densidad únicamente se multiplica la densidad relativa por la densidad del agua a 23°C que es 997,5 kg/m3. Así mismo, la absorción se determina de la siguiente manera: 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛, % = 𝑆 − 𝐴 𝐴 × 100 Reporte:  Los resultados de densidad deben reportarse con aproximación de 10 kg/m3.  La densidad relativa se reporta con una aproximación de 0,01 indicando la condición del árido: seco al horno (SH), saturado superficialmente seco (SSS) o aparente.  Reportar los resultados de la absorción con aproximación al 0,1%.
  • 15. Fuentes de Consulta. • ASTM C 128-04, Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Fine Aggregate. • Valarezo M., Román J., Técnico en Ensayos de Agregados-Nivel I, Editorial UTPL, 2009. • NTE INEN 856:2010 Áridos. Determinación de la Densidad, Densidad Relativa (Gravedad Especifica) y Absorción del Árido Fino. mfvalarezo@gmail.com 15

Notas del editor

  1. 23/10/2015