Curso Laboratorista Vial Clase C. Rodolfo Jeria H. Laboratorio Nacional de Vialidad

Transcripción

1 Curso Laboratorista Vial Clase C Rodolfo Jeria H. Laboratorio Nacional de Vialidad

2 DENSIDAD La densidad es la relación m/v, y el volumen considerado determina distintos tipos de densidades. El volumen esta en función de la configuración del grano. Grano Huecos Poros Accesibles Poros Inaccesibles Gobierno de Chile Ministerio de Obras Públicas

3 Huecos: Espacios vacíos entre las partículas de un pétreo. Poros: Espacios vacíos interiores de una partícula de pétreo. Poro accesible: Poro permeable o abierto. Poro inaccesible: Poro impermeable o cerrado

4 ESTADOS HIGROMETRICOS DE LOS ÁRIDOS Definiremos de acuerdo al estado que se encuentre el árido y al grado de saturación que alcancen sus poros inaccesibles y accesibles, en 4 estados. Árido en Estado Seco: es el árido secado hasta masa constante en horno a ºC, de manera que se elimine totalmente el agua de sus poros. En este estado, el árido tiene su máxima capacidad de absorción y corresponde al estado en el cual el laboratorio efectúa la mayoría de los ensayos.

5 Árido en Estado Parcialmente Seco: árido que ha estado expuesto al aire ambiente y cuyas partículas no tienen humedad superficial, pero en sus poros accesibles existe humedad parcial que no llega a saturarlos. En este estado los áridos tienen una capacidad intermedia de absorción, es el estado en que se encuentra la mayoría de los áridos gruesos en la obra o en el laboratorio. Árido en Estado Saturado Superficialmente Seco: árido que tiene todos sus poros accesibles llenos de agua, pero no tiene humedad en la superficie. Este estado solo se logra en laboratorio.

6 Este estado se obtiene por un proceso controlado de laboratorio: a)secado en horno a masa constante b)inmersión en agua por más de 24 horas c)secado superficial normalizado En este estado, el árido no absorbe ni cede humedad. Árido en Estado Húmedo: es el árido cuyas partículas tienen sus poros accesibles llenos de agua y además existe agua libre en su superficie. Este estado solo se logra en laboratorio.

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8 ABSORCIÓN Masa de agua necesaria para llevar un material pétreo del estado seco al estado saturado superficialmente seco, y es una medida de la porosidad del mismo. Para ello debe pesarse el material en estado seco y luego sumergirlo en agua 24 horas para obtener estado s.s.s. Se determina la absorción por diferencia de peso, llevado a porcentaje. A (%) = Psss - Ps x 100 Ps donde: Psss = peso saturado de superficie seca Ps = peso seco al horno

9 ABSORCIÓN grueso 2% máx. fino 3% máx. Requisitos Características La absorción esta directamente relacionada con la porosidad del árido. Los áridos livianos absorben mayor cantidad de agua A mayor porosidad disminuye la resistencia

10 Zonas afectadas por heladas, el agua penetra, al disminuir la Tº se congela por lo que aumenta su volumen produciendo expansiones y como consecuencia agrietamientos, por ende bajas resistencias. (ciclos de hielo deshielo) El agua de absorción se suma al agua de amasado. Si aumenta el agua de amasado aumenta la razón agua-cemento.

11 DENSIDADES Dado que un árido está formado por un conjunto de granos que dejan huecos entre sí y que los granos tienen una conformación porosa superficial e interna, la densidad de un árido toma diferentes valores, según la característica de huecos y/o porosidades consideradas. Las densidades son: Densidad aparente compactada o suelta. Densidad real seca o saturada de superficie seca. Densidad neta seca

12 La forma de la partícula y su textura superficial influencia más a las propiedades del hormigón fresco. Las partículas de textura áspera o alargada requieren más agua para ser trabajable el hormigón, que los áridos redondos. Las partículas chancadas son preferibles en la confección del hormigón de pavimento que trabajan a la flexotracción por la trabazón de las partículas mejorando su resistencia.

13 Densidad aparente: relación de masa y volumen en que se considera el volumen macizo de las partículas más el volumen de poros y huecos. Correspondiente a la medida que lo contiene. Densidad aparente suelta: densidad del agregado vaciado desde 5 cm de altura en un recipiente de volumen conocido ( Vol. 8 - MC). Densidad aparente compactada: densidad del agregado que ha sido compactado con 25 golpes de pisón en 3 capas dentro de un recipiente de volumen conocido ( Vol. 8 - MC).

14 Densidad real ( y Vol. 8 - MC): densidad en que se considera el volumen macizo de las partículas del pétreo, más el volumen de los poros accesibles e inaccesibles de esas partículas. Densidad real del pétreo seco: densidad real en que se considera solamente la masa del pétreo seco. Densidad real del pétreo saturado superficialmente seco: densidad real en que se considera la masa del pétreo seco más el agua que llena los poros accesibles.

15 Densidad neta: densidad en que se considera el volumen macizo de las partículas más el volumen de los poros inaccesibles (Cerrados) La densidad del hormigón dependerá de la densidad real y la proporción en que participen cada uno de los diferentes materiales que los constituyen. Para áridos normales la densidad real varía entre y kg/m 3.

16 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD APARENTE DE LOS PÉTREOS Vaciar el pétreo en una capacidad volumétrica conocida (v) para el tamaño máximo nominal del pétreo. Determinar la masa (m) del pétreo suelto o compactado que llena la medida. Determinar la densidad aparente dividiendo la masa del pétreo por la capacidad volumétrica de la medida. Calcular la densidad aparente como el promedio aritmético de dos ensayes sobre muestras gemelas.

17 Medidas Volumétricas Su forma es un cilindro recto abierto en la parte de arriba, y rectificado para asegurar sus dimensiones. Capacidad Volumétrica: Arena m 3-3 l Gravilla m 3-10 l Grava m 3-15 l Determine el volumen de la medida pesando la masa de agua que llena la medida y dividiendo esta masa por la densidad del agua ( 1000 Kg/ m 3 )

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19 El tamaño de la muestra será de un volumen de pétreo aproximadamente igual al doble de la capacidad volumétrica de la medida correspondiente. La densidad aparente para cada ensaye se aproxima a 1 Kg/m³ Se puede usar el pétreo proveniente del ensaye de tamizado. Seque la muestra a masa constante C

20 Densidad Aparente Compactada Llenar la medida en 3 capas Compactar cada capa con 25 golpes de pisón Eliminar el exceso de pétreo empleando la varilla pisón como regla de enrase Determinar y registrar la masa (kg) del pétreo compactado que llena la medida. ᵨac (kg/m3)= mc v

21 Densidad Aparente Suelta Llenar la medida con una pala o poruña, desde una altura de 5 cm sobre el borde superior del molde Desplazar la poruña alrededor del molde, distribuyendo uniformemente el vaciado. Determinar y registrar la masa (kg) del pétreo compactado que llena la medida. ᵨas (kg/m3)= mc v

22 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD REAL, LA DENSIDAD NETA Y LA ABSORCIÓN DE AGUA DE LOS PÉTREOS GRUESOS ( Vol. 8 - MC). Tamaño Máximo Nominal (mm) Cantidad Mínima de Muestra (g) 12, Se puede usar el pétreo proveniente del ensaye de tamizado. Lave la muestra hasta remover el polvo superficial o cualquier materia extraña adherida a la partícula. Seque la muestra a masa constante C

23 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD REAL, LA DENSIDAD NETA Y LA ABSORCIÓN DE AGUA DE LOS PÉTREOS GRUESOS ( Vol. 8 - MC). El material pétreo se sumerge en agua durante 24 h con el objeto de llenar todos los poros. Transcurrido este tiempo retire la muestra del agua, seque superficialmente y registre su peso en esta condición. (Msss) Sumerja nuevamente y registre su masa. La muestra se pesa bajo agua, suspendida en un canastillo (peso sumergido Msum ). El agua debe estar a C por 3 min.

24 Finalmente seque la muestra hasta masa constante, pese y regístrela. Obtendremos la masa del pétreo seco (Ms) Este método se basa en el principio de Arquímedes y consiste en sumergirla durante 24 horas en agua con lo cual los poros accesibles se llenan de agua.

25 Las Densidades se aproximan a 1 Kg/m 3 Densidad real seca = MS * (Kg/m 3 ) (Msss Msum) Densidad Neta = Ms * (Kg/m 3 ) (Ms Msum) Absorción = (Msss Ms) * 100 (%) Ms La absorción a la centésima.

26 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD REAL, LA DENSIDAD NETA Y LA ABSORCIÓN DE AGUA DE LOS PÉTREOS FINOS. ( Vol. 8 - MC). Para el ensaye se usara una cantidad de pétreo fino superior a 50 g e inferior a 500 g. Se utilizara un matraz aforado debe llevar una marca de calibración. Se recomienda un matraz de 500 cm3. Molde de forma cónica de mm de diámetro en la parte superior, 90+-3mm en la parte inferior y una altura de 75+-3mm. Acondicione la muestra de fino determinando su masa en condición seca y Msss. Calcule el volumen como la masa de agua desplazada por el material en un matraz aforado.

27 Cubra el pétreo en su totalidad con el mínimo de agua a Tº ambiente, necesaria para asegurar su saturación, 24 h. Acondicionar la muestra del pétreo fino, hasta su condición suelta, mediante secado uniforme. Coloque el molde cónico contra la superficie, llénelo con la muestra acondicionada en una capa y enrase.

28 Compacte suavemente con 25 golpes distribuidos en la superficie, dejando caer en caída libre desde una altura aproximada de 5 mm sobre la superficie del agregado. Esta debe conservarse ajustándola a la nueva elevación después de cada golpe. Levante el molde verticalmente, y si existe humedad conservara la forma del cono, repítalo nuevamente hasta obtener una muestra que caiga según su talud natural (sss).

29 En condición sss obtenga el tamaño de la muestra, pese y registre su masa. Msss. Coloque la muestra en el matraz con agua hasta 2/3 del volumen. Agite eliminado burbujas, deje reposando por 1 h y llene con agua hasta la marca de calibración. Mida y registre la masa total (matraz, muestra y agua). Mm Saque la muestra y séquela, registre su masa. Ms Llene el matraz con agua y registre su peso. Ma

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33 Formulas densidades se aproximan a 1 Kg/m 3 Densidad real seca = Ms * Ma + Msss - Mm Densidad neta = Ms * Ma + Ms Mm Absorción = Msss Ms * 100 (%) Ms

34 ACEPTACIÓN DE RESULTADOS Densidad aparente: la diferencia entre dos resultados será inferior o igual a 30Kg/m 3. Densidad real y densidad neta áridos gruesos: la diferencia entre dos resultados sea inferior o igual a 20Kg/m 3. La absorción 3 decimas porcentuales Densidad real y densidad neta áridos finos: la diferencia entre dos resultados sea inferior o igual a 20Kg/m 3. La absorción 4 decimas porcentuales

35 Gracias.