Informe rocas-final

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
“Norte de la Universidad Peruana”
Escuela Académico ProfesionalDe Ingeniería Civil
INTRODUCCION
Uno de los principales y pioneros materiales de construcción son las
rocas, que vienen siendo utilizadas por el hombre desde que tuvo conciencia del
uso de los materiales en construcción, en un principio el hombre las usó
solamente como lugar de refugio y ahora como fuente principal para la obtención
de los materiales de construcción entre ellos cerámica, piezas de aislamiento
térmico, vidrios y otros, además para producir aglomerantes inorgán00icos:
cemento, cal y yeso, se somete también a trituración para la obtención de
agregados que nos permite elaborar concretos y morteros.
Como futuros ingenieros necesitamos saber cómo responden los
materiales sólidos a fuerzas externas como la tensión, compresión, torsión,
flexión o la cizalladura. Los materiales sólidos responden a dichas fuerzas con
una deformación elástica (en la que el material vuelve a su tamaño y forma
original cuando se elimina la fuerza externa), una deformación permanente o una
fractura.
En el presente informe se estudiará las propiedades físico-mecánicas del
espécimen; con el fin de determinar sus cualidades más importantes en lo que
se refiere a la densidad, masa volumétrica, resistencia a la compresión,
porosidad, compacidad y otras propiedades importantes; para poder determinar
el uso adecuado en los distintos ámbitos de la construcción.
El estudio de las propiedadesfísicas y mecánicas de las rocas nos permite
tener una acertada apreciación del material con el que se va a trabajar; pues se
debe considerar que todo material está sujeto a deformaciones y tensiones
internas, como a la influencia del medio ambiente, por lo que el Ingeniero Civil
deberá determinar, analizar y solucionar los problemas que se presenten en el
uso de los Materiales de Construcción en las distintas obras ingenieriles.
Esta práctica se ha basado en primer lugar, en adquirir muestras de rocas
a las cuales se denomina probetas estándar, las cuales han sido sometidas a
distintos procesos, con la finalidad de obtener resultados que nos servirán para
determinar sus diferentes propiedades de la misma; y de esta manera conocer
si dicha muestra es o no apropiada para la construcción de obras civiles.
El conocimiento de las propiedades físicas y mecánicas en las rocas, son
de gran importancia en la ingeniería, pues se emplean en muchas áreas de
estudio, como Tecnología de los Materiales de Construcción, Tecnología del
Concreto, Ingeniería Estructural, Patología de Estructuras, etc.

OBJETIVOS:
 Principal
o Conocer las propiedades físicas y mecánicas de nuestras
probetas, así como los diferentes cálculos que se deben hacer
para llegar a la deducción de estas.
 Secundarios
o Diferenciar correctamente entre las propiedades físicas y las
mecánicas de nuestras probetas
o Conocer si nuestra muestra de roca es apta o no para la
construcción
o Aprender cuales son los procedimientos que se han realizado en
las distintas pruebas que se han realizado a nuestras muestras
MARCO TEORICO
 PROPIEDADES MECANICAS DE LA ROCA
Definen la capacidad del material para resistir acciones externas o
internas que implican la aplicación de fuerzas sobre el mismo.
Esencialmente, estas fuerzas son: de compresión, tensión (o
extensión), flexión y de impacto.
o Resistencia a la comprensión
 La resistencia a la compresión es la carga (o peso) por
unidad de área a la que el material falla (se rompe) por
fracturación por cizalla o extensional.
 Esta propiedad es muy importante en la mecánica de
materiales, tanto en situación no confinada (uniaxial) como
confinada (triaxial). La resistencia a la compresión
uniaxial (longitudinal) se mide en una prensa hidráulica
que registra el esfuerzo compresor (l) aplicado sobre una
probeta de material en una dirección del espacio, y la
deformación lineal (l) inducida en esa misma dirección.

 La resistencia a la compresión depende de la tasa de
aplicación de la carga, de forma que a mayores velocidades
de compresión mayor es el valor de la resistencia.
 Es importante indicar y a la vez recalcar que los resultados
obtenidos en los experimentos de resistencia a la
compresión para un mismo material (roca) dependen de la
forma y tamaño del espécimen. Así, los prismas y cilindros
largos presentan menores resistencias a la compresión que
los cubos con la misma área de sección, y estos a su vez
menor que los prismas y cilindros cortos (con alturas
menores que sus lados o radios).
 La metodología del ensayo puede seguir la Norma ASTM
D3148-86, según la cual los especímenes de muestra serán
cilíndricas, con una relación altura/diámetro comprendida
entre 2.5 y 3 (e.g., 10 cm de altura por 4 cm de diámetro).
Deben ensayarse al menos 5 especímenes por cada tipo de
material, manteniendo la tasa de aplicación de la carga
constante (entre 0.5 y 1 MPa/s). Por otra parte, hay que
evitar una mala colocación del espécimen en la prensa, para
asegurar una distribución homogénea del esfuerzo
compresor.
 El esfuerzo es igual a la fuerza aplicada por sección o
superficie:
𝑅𝑐 = 𝑄/𝐴
Donde:
 Q: fuerza aplicada longitudinalmente, expresada en
Toneladas

 A: sección del espécimen (cm2).
 Rc: es el esfuerzo lineal expresado en tn/cm2
 La deformación lineal es igual al cambio de longitud
experimentado por la longitud original de la probeta
𝜀𝑙 =
𝑙 𝑓 − 𝑙0
𝑙0
=
Δ𝑙
𝑙0
Donde:
 l0 (m): es la longitud original.
 lf (m): es la longitud final.
 l (m): es el incremento de longitud del espécimen.
Para estudiar el comportamiento mecánico de los
materiales, se recurre a la experimentación sometiendo a
los mismos a esfuerzos progresivos y registrando la
deformación resultante.
 Descripción del grafico
 Estos datos se expresan en diagramas l-l como los
de la Figura, Este comportamiento constituye la ley
de Hooke, que aplica solo para pequeñas
deformaciones, hasta un límite denominado límite de
proporcionalidad, representado en la Figura por el
punto a.
 La proporcionalidad entre el esfuerzo y la
deformación en el tramo de la ley de Hooke permite
definir el módulo de Young o módulo de
elasticidad (E). Este módulo es la constante de
proporcionalidad, de manera que:
E
l
l




 Donde el módulo de elasticidad E es positivo (l y l
son negativos) y presenta las mismas dimensiones
que el esfuerzo ya que l es a dimensional. El valor
del módulo de Young es característico para distintos
materiales, por lo que puede utilizarse para comparar
las características mecánicas de los mismos.
 El límite en el que el comportamiento del material
deja de ser elástico se denomina límite elástico,
representado por el punto b de la curva en la Figura.
 Al aumentar el esfuerzo y superarse el límite elástico
(punto b), la deformación aumenta rápidamente y es
en parte permanente. Así, si se disminuye el esfuerzo
aplicado lentamente a partir del punto c de la curva,
se recorrerá el trayecto indicado por una flecha de
puntos hasta alcanzar el punto donde el esfuerzo es
nulo, pero existe una cierta deformación permanente
(el cuerpo no recupera su longitud original).
 Al aumentar el esfuerzo se llega finalmente al punto
d, denominado punto de ruptura, donde el cuerpo
experimenta una fracturación catastrófica por cizalla
o fisuración extensional. Este punto de ruptura define,
en términos del esfuerzo compresivo, la resistencia
a la compresión (Rc).
 La resistencia a la compresión de los materiales de
construcción es muy variable, oscilando desde
materiales:
o muy débiles (<70 kg/cm2)
o débiles (70-200 kg/cm2)
o moderadamente resistentes (200-700
kg/cm2)
o fuertes (700-1400 kg/cm2) hasta
o muy fuertes (>1400 kg/cm2).
 Las rocas naturales son relativamente resistentes a la
compresión (no tanto a la tensión y flexión), aunque
las rocas sedimentarias son las más débiles debido
sobre todo a su mayor porosidad y variable grado de
cementación, al igual que los hormigones (Tabla).
Aunque no puede generalizarse el efecto del tamaño
de grano.

 En general, la resistencia a la compresión aumenta a
medida que aumenta el tamaño de grano de los
materiales, a igualdad de otras variables como
composición mineral, estructura, porosidad,
cementación, etc.
 Como se sabe la presencia de agua en el interior del sistema
poroso de un material altera sus propiedades mecánicas.
Este efecto se debe dos causas:
 Al desarrollo de presiones hidráulicas en los poros
rellenos de agua que afectan a los esfuerzos
intergranulares (contactos de granos).
 A la alteración de las propiedades de superficie de los
granos (minerales). Esto puede causar inestabilidad
a lo largo de superficies más débiles y disminuir la
resistencia a la cizalla o fricción, produciéndose una
reducción más o menos significativa de su resistencia
a la compresión.
 La razón entre los coeficientes de resistencia a la
compresión del material saturado en agua y seco,
denominado coeficiente de ablandamiento es una
medida del efecto del agua sobre la resistencia a la
compresión:
-
Donde:
Ks: es el coeficiente de ablandamiento (a
dimensional)
Rs: es la resistencia a la compresión del material
saturado en agua.
Rd: es la resistencia a la compresión del material
seco.
Resistencia a la compresión de algunas rocas y
materiales de construcción (modificado de Winkler,
1973).
(Mpa) kg/m2
·106
kg/cm2
·103
Granito 97 310 10 32 1.0 3.2
Sienita 186 434 19 44 1.9 4.4
Gabro, diabasa 124 303 13 31 1.3 3.1
Basalto 110 338 11 34 1.1 3.4
Caliza 14 255 1 26 0.1 2.6
Arenisca 34 248 4 25 0.4 2.5
Gneiss 152 248 15 25 1.5 2.5
Cuarcita 207 627 21 64 2.1 6.4
Mármol 69 241 7 25 0.7 2.5
Pizarra 138 207 14 21 1.4 2.1
Hormigón 5.5 69 1 7 0.1 0.7
K
R
R
s
s
d


 Para algunos materiales muy porosos fácilmente
empapables, este coeficiente tiende a 0, ya que Rs
tiende a 0, mientras que otros materiales poco
porosos como vidrios o aceros el coeficiente de
ablandamiento tiende a 1, esto es, retienen sus
propiedades mecánicas ante la presencia de agua.
Los materiales con coeficientes de ablandamiento
mayores de 0.8 se califican de resistentes
mecánicamente respecto de la acción del agua.
 Los materiales con coeficientes menores de 0.8
nunca deben exponerse a la acción de la humedad
(e.g., zócalos de elementos constructivos que sufren
infiltración capilar), y en caso de exponerse, deben
aislarse de la humedad con barreras impermeables o
tratarse con productos hidrofugantes.
o Resistencia a la tensión
 La resistencia a la tensión es el esfuerzo tensional por
unidad de área a la que el material falla (se rompe) por
fracturación extensional.
 Esta propiedad, que es una indicación del grado de
coherencia del material para resistir fuerzas “tirantes”,
depende de la resistencia de los minerales, del área
interfacial entre granos en contacto y del cemento
intergranular e intragranular.
 Existen distintas técnicas para medir la resistencia a la
tensión, tanto en materiales pétreos como en morteros,
cementos y hormigones. En el ensayo de tracción directa,
quizás el más apropiado, se utilizan especímenes cilíndricos
con una razón longitud/diámetro de 2 a 2.5. Los extremos
de los especímenes se introducen (y pegan con resina
epoxi) en unas cápsulas que están unidas a cadenas que
transmiten el esfuerzo tensional sin introducir componentes
de torsión.
 La norma ASTM D2936 regula los métodos y condiciones
experimentales este ensayo.
o Resistencia a la flexión
 La resistencia a la flexión, o módulo de ruptura, es la
resistencia de un material a ser doblado (plegado) o
flexurado. La medida de esta propiedad se realiza con
barras de material asentadas sobre dos pivotes y aplicando
carga sobre el centro de la barra (norma ASTM C99-52). La
resistencia a la flexión (Sm) viene dada por la expresión:
 Si el espécimen es cilíndrico
Donde:
 P (Pa) es la carga aplicada.
S
P l
d
m 
 

8
3


 l (m) es la distancia entre los pivotes.
 d3 (m) es el diámetro del espécimen.
 Si el espécimen es prismático
Donde:
 b (m) es el ancho de la sección de la probeta.
 h (m) es el largo de la probeta.
 Para un material pétreo dado, el valor de resistencia a la
flexión es cercano al doble de su resistencia a la tensión
medida con el método de tracción directa.
 PROPIEDADES FISICAS DE LA ROCA
Se refiere a las características de los materiales debido al ordenamiento
atómico o molecular del mismo. Las propiedades físicas ensayadas son:
o Volumen: Es una magnitud definida como el espacio ocupado
por un cuerpo
 Volumen aparente (Natural)
Es el volumen de la roca considerando sus poros
(accesibles e inaccesibles)
Donde: a, b, c
son:
 Volumen real
Es el volumen de roca en estado seco sin considerar el
volumen ocupado por los poros
S
P l
b h
m 
 
 
3
2
2
cbaVap 
)( iaapapr hhVhVV 

Donde:
𝑉𝑎𝑝: Volumen aparente.
h: Poros totales.
ha: Poros abiertos o accesibles.
hi: Poros cerrados o inaccesibles.
También podemos hallar de la siguiente manera:
Donde:
r : volumen real
P : peso seco de la muestra
A : peso de Picnómetro mas agua
B : peso de Picnómetro más agua más muestra.
 H2O : peso específico del agua.
o Densidad
 Debemos diferenciar aquí el concepto de densidad de los
establecidos en la física con relación a la densidad y el
peso específico. Cuando estudiamos materiales de
construcción y atendemos a las propiedades físicas de los
mismos, los conceptos densidad o peso específico se
refieren al mismo concepto, con independencia de lo que la
física explica al respecto.
 Es el peso por unidad de volumen, existen dos tipos de
densidad: la real o absoluta referida al volumen real y la
aparente referida al volumen aparente.
Por lo tanto:
Donde:
Da : Densidad aparente.
ap
a
V
P
D 

P : Peso al aire de la muestra de roca secada al
horno bbbbbbbbbbbbba 100ºC +- 10°C durante 24
horas
Vap : Volumen aparente de la muestra
Donde:
Dr : Densidad real.
P : Peso al aire de la muestra de roca secada al
horno a a 100ºC +-10°C durante 24
horas
Vr : Volumem real de la muestra
Grado de absorción
Es la cantidad de agua absorbida hasta la saturación por una
muestra de roca a presión y temperatura ambiente.
Donde:
Abs (%) : Absorción de agua.
P : Peso seco de la muestra.
P1 : Peso saturado de la muestra.
o Contenido de humedad
Viene a ser la relación entre la diferencia del peso natural y el
peso seco sobre el peso seco y multiplicado por 100 para
expresarla en porcentaje
Vr
P
Dr 
100(%) 1
x
P
PP
abs


W
Pn P
P
% *

100

Donde:
W%: Contenido de humedad.
Pn : Peso natural
P: Peso seco
o Porosidad
Porosidades la capacidadde una roca de tener poros, entendiendo
por poro cualquier espacio de una masa rocosa que no esté
ocupado por un material sólido, sino por un fluido (agua, aire,
petróleo,..).
 Porosidad relativa:
Definiremos la porosidad relativa como la relación existente
entre el volumen de poros abiertos o accesibles con relación
al volumen aparente o real de la muestra considerada. Se
obtendrá un número comprendido entre 0 y 1.
Donde.
Da: Densidad aparente.
Dr: Densidad real.
Pr: Porosidad relativa.
Porosidad total o absoluta: Definiremos la porosidad total o
absoluta como la relación existente entre el volumen de
poros totales con relación al volumen aparente de la muestra
considerada. Se obtendrá un número comprendido entre 0 y
1, aunque también es común representar dicha relación en
porcentaje.
Donde:
r
a
r
V
h
P 
ap
a
r
V
h
P 
  100*11001 






r
a
T
D
D
CP

C: Compacidad.
Da: Densidad aparente.
Dr: Densidad real.
Pt: Porosidad total.
También se puede expresar como:
Donde:
Pt: Porosidad total.
h: Poros o huecos totales.
ha: Poros abiertos.
hi: Poros cerrados o inaccesibles.
 Capilaridad: Propiedad de ascender el agua que está en
contacto con sus caras.
Donde.
p: perímetro.
h: Altura promedio.
P: Peso del agua absorbida en gramos.
t: Tiempo en minutos.
o Compacidad: La compacidad se define como la relación existente
entre el volumen real de la muestra de la roca a su volumen
aparente
a
ia
a
T
V
hh
V
h
P


hpS
tS
P
K
*

r
a
a
r
D
D
V
V
C 

Donde:
Da: Densidad aparente
Dr: Densidad real
C: Compacidad
Vr: Volumen real
Va: Volumen aparente
 DATOS DEL ESPECIMEN
o Definición
Roca volcánica en cuya composición escasea el cuarzo y los
feldespatoides y tiene un papel importante el feldespato potásico
(sanidina) que predomina sobre las plagioclasas. Contiene
minerales másicos ricos en hierro y magnesio como la biotita y la
augita. La textura es porfírica con fenocristales de ortoclasa y
sanidina. Presenta tonalidades claras
o Componentes
Son lavas ricas en ortoclasa o en otros feldespatos alcalinos. Son
los equivalentes volcánicos de las sienitas
o Quimismo:
Intermedio
o Aspecto:
Son de color gris, o rosadas. Pueden presentar fenocristales de
feldespastos.
o Reconocimiento
Se presenta como una masa opaca, de apariencia gris clara un
poco sucia y rugosa, en la que no brillan los cristales y cuya
característica más reseñable es su tacto áspero, que es el origen
de su propio nombre.
o Sinónimos:
Traquita
o Grupo:
Rocas ígneas
o Categoría:
Magmática extrusiva
MATERIALES Y EQUIPO

 1 probeta de muestra ( 5.181cm x 5.139cm x 15.850cm)
 1 probeta de muestra (9.859cm x 9.918cm x 9.929cm)
 1 probeta de muestra (10.109cm x 10.043cm x 10.133cm)
 Vernier
 Comba
 DeformÍmetro
 Máquina de compresión universal
 Cronometro
 Calculadora
 Máquina de flexión

ENSAYOS REALIZADOS:
Ensayo Nº1: Resistencia a compresión
1. Finalidad:
Determinar la carga máxima, por unidad de superficie, que es capaz de
soportar una roca.
2. Materiales:
a) Roca: Es el material que será utilizado para realizar la prueba
b) Deformímetro: Un deformímetro es un instrumento de medición de
deformación de alta precisión.
c) Balanza: La balanza es un instrumento que sirve para medir la masa
de los objetos.
d) Escalímetro: es una regla especial cuya sección transversal tiene
forma prismática con el objetivo de contener diferentes escalas en la
misma regla.

e) Máquina de compresión universal: Máquina semejante a una
prensa con la que es posible someter materiales a ensayos de
tracción y compresión para medir sus propiedades.
f) Calculadora: Se utilizó para poder realizar los cálculos de
promedios de área, conversión de medidas, etc.
3. Procedimiento:
a) Obteniendo datos principales:
 Peso: 1975 gr.
 Volumen: (9.929*9.918*9.859)𝑐𝑚3
=970.873𝑐𝑚3
 Area promedio:
A1 9.929cmx9.918cm 98.476𝑐𝑚2
A2 9.929cmx9.859cm 97.890𝑐𝑚2
A3 9.918cmx9.859cm 97.782𝑐𝑚2
b) Colocar la roca en la maquina universal:
A1
A3
A2
Ap=
𝐴1+𝐴2+𝐴3
3
=
98.476+97.890 +97.782
3
Ap=98.05 𝑐𝑚2

c) Tomar apuntes de la deformación con respecto a la cantidad que se
le proporciona a la roca para así poder obtener los datos requeridos.
P (kg)
ÁREA
(cm2)
 (kg/cm2)
VARIACION DE
LONGITUD(mm)
LONGITUD
(mm)

2000 98.05 20.39775625 0.01 98.59 0.00010143
4000 98.05 40.79551249 0.16 98.59 0.001622883
6000 98.05 61.19326874 0.41 98.59 0.004158637
8000 98.05 81.59102499 0.63 98.59 0.0063901
10000 98.05 101.9887812 0.8 98.59 0.008114413
12000 98.05 122.3865375 0.9 98.59 0.009128715
14000 98.05 142.7842937 0.99 98.59 0.010041586
16000 98.05 163.18205 1.06 98.59 0.010751598
18000 98.05 183.5798062 1.14 98.59 0.011563039
20000 98.05 203.9775625 1.25 98.59 0.012678771
22000 98.05 224.3753187 1.31 98.59 0.013287352
24000 98.05 244.773075 1.37 98.59 0.013895933
26000 98.05 265.1708312 1.45 98.59 0.014707374
28000 98.05 285.5685875 1.54 98.59 0.015620245
30000 98.05 305.9663437 1.62 98.59 0.016431687
31000 98.05 316.1652218 1.77 98.59 0.017953139
29000 98.05 295.7674656 1.99 98.59 0.020184603
Carga máxima: 44.75 Tn
Tipo de falla: Coplanar
= 89.99662397º
E= Tg= 16971.356720 kg/cm2
-50
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0.0000000000000.0050000000000.0100000000000.0150000000000.0200000000000.025000000000
ESFUERZO
DEFORMACIÓN UNITARIA
Esfuerzo vs Deformación Unitaria

Ensayo Nº2: Ensayo de densidad real por el método del picnómetro
1. Finalidad:
Determinar la relación que existe entre la naturaleza de sus constituyentes
de un material y la porosidad existente entre ellos.
2. Materiales:
a) Mufla: Es un horno destinado normalmente para la cocción de
materiales cerámicos y para la fundición de metales a través de la
energía térmica.
b) Balanza: La balanza es un instrumento que sirve para medir la
masa de los objetos.
c) Tamiz: Instrumento formado por un aro una red tensada muy tupida
que sirve para hacer pasar por él sustancias en polvo y separarlas
de las impurezas
d) Picnómetro de 500ml: El Picnómetro es un instrumento de
medición cuyo volumen es conocido y permite conocer la densidad o
peso específico de cualquier fluido ya sea líquido o sólido mediante
gravimetría a una determinada temperatura.

e) Agua
f) Taras
g) Bomba de vacíos: extrae moléculas de gas de un volumen sellado,
para crear un vacío parcial.
3. Procedimiento:
a) Del ensayo anterior, de los restos de la roca fragmentada triturar con
una comba de tal manera que pueda pasar por el tamiz N°60.
b) Luego se procede al secado en la mufla por un tiempo de 24 horas a
una temperatura de 105 °C.
c) Luego enrasar el picnómetro con agua y así pesarlo.
d) Se disminuye 1/3 de agua para poder verter los 100 gr. de material al
picnómetro.
e) Se vuelve a enrazar el picnómetro con agua y agitarlo.
f) Y se procede a hacer el sig. cálculos.
 Peso del picnómetro: 146g
 Peso del picnómetro + H2O= 642 g
 Peso seco de la muestra tamizada = 108g.
 Peso del picnómetro +H2O+muestra= 695g.
 Densidad del agua:
ρ=
642 −146
500𝑐𝑚3 = 0.992
𝑔
𝑐𝑚3
 Densidad real de la muestra:
ρ=
𝑃𝑠
𝑃𝑠−(( 𝑃𝑓+𝑀+𝐻2𝑂)−( 𝑃𝑓+𝐻2𝑂))
=
108𝑔
108𝑔 −(695−642) 𝑔
= 1.964
𝑔
𝑐𝑚3

Ensayo Nº3: Resistencia a la tracción por flexión
1. Finalidad:
Determinar la flexotracción de la roca.
2. Materiales:
a) Balanza: Instrumento que sirve para medir la masa de los objetos
b) Roca
c) Máquina Universal de Tracción:
d) Vernier
3. Procedimiento:
a) Medir la roca, para de esta manera marcar el centro de luz de la misma.
b) Luego ubicar la roca en la máquina, teniendo en cuenta que la distancia
entre ejes debe ser de 10 cm, de manera que la carga puntual que se
aplicará recaiga en el centro de luz.
c) Se aplica la carga puntual en la roca hasta que esta se fracture por la
tracción.
Resultados obtenidos:
 Peso: 828 gr.
 Volumen: (15.85*5.181*5.139)𝑐𝑚3
=422.009𝑐𝑚3
 Lados:
L = 10 cm
a = 5.139 cm
b = 5.181 cm
15.85 cm
2.925 cm 2.925 cm

Carga puntual máxima resistida = P = 1230 kg
Aplicamos la fórmula:
𝜎𝑓 =
3 ∗ 𝑃 ∗ 𝐿
2 ∗ 𝑎 ∗ 𝑏2
𝜎𝑓 =
3 ∗ 1230 𝑘𝑔∗ 10 𝑐𝑚
2 ∗ 5.139𝑐𝑚 ∗ (5.181𝑐𝑚)2
𝜎𝑓 = 133.749 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
Ensayo Nº4: Principio de Arquímides
1. Finalidad:
Determinar el volumen aparente, la porosidad y la absorción de la roca.
2. Materiales:
a) Balanza
b) Roca
c) Balde graduado.
d) Mufla
e) Agua
3. Procedimiento:
1. Sumergimos la roca durante un mínimo de 24 horas para lograr la
saturación de misma.
2. Pesamos en la balanza la roca saturada.
3. En el balde graduado ponemos un determinado volumen de agua,
anotamos el mismo y luego colocamos la roca saturada.
4. Determinamos el volumen de agua desplazado al momento de
sumergir la roca; luego restamos el volumen final del volumen inicial
determinando así el volumen aparente de la roca.
5. Ponemos a secar la muestra en la mufla por 24 horas.
6. Pesamos la muestra seca y restamos el peso de la muestra seca con
el de la muestra saturada.
Peso saturado: 2173 gr.
Peso seco: 2117 gr.
Volumen de agua (inicial): 3 litros
Volumen final: 4 litros
% de Absorción =
𝑃𝑠𝑎𝑡 −𝑃𝑠𝑒𝑐𝑜
𝑃𝑠𝑒𝑐𝑜
∗ 100% =
2173 −2117
2117
∗ 100% = 2.645%
Volumen aparente = Volumen final – Volumen inicial = 4.2 lt – 3 lt
= 21 lt.= 1200 cm3

Densidad aparente =
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒
=
2117
1200
= 1.764 𝑔𝑟/𝑐𝑚3
Volumen real =
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜
𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑎𝑙
=
2117
1.964
= 1077.902 𝑐𝑚3
Porosidad (h): Volumen aparente – Volumen real = 1200 – 1077.902
= 122.098 cm3
Poros abiertos (ha):
Peso Saturado – Peso seco
Peso Específico del agua
=
2173 −2117
1
= 56 𝑐𝑚3
Poros cerrados = 122.098 – 56 = 66.098 cm3
Porosidad absoluta:
Referida al volumen aparente:
%𝑃 𝑎𝑉𝑎 =
ℎ
𝑉𝑎
∗ 100% =
122.098
1200
∗ 100% = 10.175 %
Referida al volumen real:
%𝑃 𝑎𝑉𝑟 =
ℎ
𝑉𝑟
∗ 100% =
122.098
1077.902
∗ 100% = 11.327 %
Porosidad relativa:
Referida al volumen aparente:
%𝑃𝑟𝑉𝑎 =
ℎ 𝑎
𝑉𝑎
∗ 100% =
56
1200
∗ 100% = 4.667 %
Referida al volumen real:
%𝑃𝑟𝑉𝑟 =
ℎ 𝑎
𝑉𝑟
∗ 100% =
56
1077.902
∗ 100% = 5.196 %
Modulo de Saturación:
𝑀𝑠 =
ℎ 𝑎
ℎ
∗ 100% = 45.865%
Compacidad:
𝐶 =
𝑉𝑟
𝑉𝑎
∗ 100% = 89.8%

TABLA DE DATOS GENERALES DE LA PROBETA ESTUDIADA
PROPIEDAD VALOR
Densidad Aparente 1.764 𝑔𝑟/𝑐𝑚3
Densidad Real 1.964 𝑔/𝑐𝑚3
Porosidad Absoluta Referida al
Volumen Aparente
10.175 %
Porosidad Absoluta Referida al
Volumen Real
11.327 %
Porosidad Relativa Referida al
Volumen Aparente
4.667 %
Porosidad Relativa Referida al
Volumen Real
5.196 %
Compacidad 89.8%
Porcentaje de Absorción 2.645%
Módulo de Saturación 45.865%

CONCLUSIONES
 La resistencia de compresión del espécimen en el ensayo es de 316.165
kilogramos por centímetro cuadrado; por consiguiente esta roca reúne
las propiedades para ser considerada como material de construcción
 La compacidad es de 89.8% y como se aproxima a la unidad significa
que es más denso y por consiguiente tiene menos porcentaje de poros.
 Por ser la resistencia de 316.165 se dice que tiene una resistencia débil
RECOMENDACIONES
 Podemos usar la roca en usos interiores como: áridos decorativos, piso,
casas, decoración de interiores.
 En exteriores como piedra de construcción, como revestimiento de
piedra, piedra pavimentada, decoración de jardín edificios de oficinas.
 En la industria de construcción como piedra de fábrica, la construcción
de casas o paredes, la fabricación de cemento, agregados de
construcción, para el agregado de carreteras, paisajismo, hacer cemento
natural, fabricación de magnesio y dolomita refractarios.
BIBLIOGRAFIA
 Apuntes de clases.
 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN.
Autor: ING. JOSE LEZAMA LEYVA
 GEOLOGIA GENERAL.
Autor: HUGO RIVERA MANTILLA
 FCO. JAVIER ALONSO RODRÍGUEZ. Departamento de geología
(petrología y geoquímica). UNIVERSIDAD DE OVIEDO/Propiedades
físicas: Densidad y Porosidad.
 ENSAYO DE ROCAS:
JAIME SUAREZ DIAZ BUCARAMANGA - COLOMBIA
 ASPECTOS PRACTICOS DE LOS ENSAYOS EN ROCAS
LIC. EDUARDO MARUCA

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