Caracterizas físicas de los agregados

ABSORCION DEL AGREGADO

Los agregados presentan poros internos, que se denominan como “abiertos” cuando son accesibles al agua  humedad exterior, sin requisito de presión. Diferenciándose de la porosidad cerrada, en el interior del agregado, sin canales de conexión con la superficie, a la que alcanza mediante fluidos bajo presión.

Cuando un agregado seco se introduce en un recipiente con agua, sus poros abiertos se llenan total o parcialmente, a diferente velocidad, según el tamaño y disposición de los mismos.

Si un agregado se colma en todos sus poros, se considera saturado y superficialmente seco. Si además la humedad  se mantiene en la superficie, se le conoce como saturado superficialmente húmedo. En el caso de que se seque al aire, o artificialmente en horno, el contenido de humedad disminuirá, denominándose agregado seco al aire, o completamente seco.

La capacidad de absorción del agregado se determina por el incremento de peso de una muestra secada al horno, luego de 24 horas de inmersión en agua y de secado superficial.

Esta condición se supone representa la que adquiere el agregado en el interior de una mezcla de concreto.

CONTENIDO DE HMEDAD DEL AGREGADO

En los cálculos para el proporcionamiento del concreto se considera el agregado en condiciones de saturado superficialmente seco, es decir, con todos sus poros abiertos llenos de agua y libre de humedad superficial. Esta situación, que no es correcta en la práctica, conviene para fines de clasificación.

Como se sabe, el contenido de agua de la mezcla influye en la resistencia y otras propiedades del concreto. En consecuencia, es necesario controlar el dosaje de agua. Si los agregados están saturados y superficialmente secos no pueden absorber si ceder agua durante el proceso de mezcla. Sin embargo, un agregado mojado superficialmente húmedo, origina un exceso de agua en el concreto. En estos casos es necesario reajustar el contenido de agua, sea agregando  o restando un porcentaje adicional al dosaje de agua especificado, a fin de que el contenido de agua resulte el correcto.

PESO ESPECÍFICO

El peso especifico de los agregados, que expresa también como densidad al sistema Internacional de Unidades, adquiere importancia en la construcción, cuando se requiere que el concreto tenga un peso límite, sea máximo o mínimo. Además, el peso específico es un indicador de calidad, en cuanto que los valores elevados corresponden a materiales de buen comportamiento, mientras que el peso específico bajo generalmente corresponde a agregados absorbentes y débiles, caso en el que es recomendable realizar pruebas adicionales.

DEFINICIONES

Peso especifico (densidad).-   Es la relación, a una temperatura estable, de la mas del mismo volumen de agua destilada, libre de gas.                    

Peso especifico (densidad aparente).- Es la relación, a una temperatura estable, de la masa en el aire de un volúmen unitario de material, a la masa en el aire de igual densidad de un volumen de agua destilada libre de gas. Si el material es un sólido, el volumen es aquel de la porción impermeable.

Peso especifico (densidad de masa).- Es la relación, a una temperatura estable, de la amasa en el aire de un volumen unitario de material permeable (incluyendo los poros permeables e impermeables, naturales del material) a la masa en el aire de la misma densidad, de un volumen igual de agua destilada libre de gas.     

Peso especifico (densidad)de masa saturado superficialmente seco).-Es lo mismo que peso específico de masa, excepto que la masa incluye el agua en los poros permeables.

Absorción.-      Es la cantidad de agua absorbida por el agregado después de ser sumergido 24 horas en esta. Se expresa como porcentaje del peso.

PROCEDIMIENTO EN EL CASO DE AGREGADOS GRUESOS

La muestra de ensayo se forma con aproximadamente 5000g. Del agregado por el método de cuarteo.

Se lavan los componentes de la muestra, eliminando el polvo o material adherido y se sumerge en agua durante 24 horas.

Luego se saca la muestra del recipiente de inmersión y se envuelve en una toalla, eliminando las películas visibles de agua de la superficie. En estas condiciones, saturada y seca superficialmente, se pesa con una aproximación de 0.5 g. Seguidamente se coloca la muestra en una canasta de  alambre con dimensiones aproximadas de 20 cm de diámetro y 20 cm de altura provista de aberturas comprendidas entre 2 mm y 4 mm.

A continuación se determina su peso, sumergida en agua, a una temperatura entre 21º C y 25º C.

Luego se introduce la muestra en un horno  a una temperatura de 110º C hasta peso constante. Se deja enfriar y se pesa.

Los resultados se expresan como sigue.

P= peso en gramos de la muestra seca.

Ps= peso en gramos de la muestra saturada interiormente y seca superficialmente.

Pi= peso en gramos de la muestra sumergida en agua.

Las características del agregado se determinan por las siguientes relaciones:

Peso especifico (densidad) nominal    

Peso especifico (densidad) aparente   

Peso especifico (densidad) saturado                          

con superficie seca                                         

   Absorción                                  

       

PROCEDIMIENTO EN EL CASO DE AGREGADOS FINOS:

La muestra de ensayo se forma con aproximadamente 1000 g. Del agregado, por el método de cuarteo.

De acuerdo al procedimiento normalizado, se sumerge totalmente en un recipiente con agua durante 24 horas, luego de lo cual se extiende la muestra sobre una superficie no absorbente y se expone a una corriente suave de aire caliente, agitando con frecuencia para conseguir un secado uniforme.

La operación se da por terminada cuando están sueltas las partículas del agregado.

Se coloca la muestra en un molde cónico y se consolida con 25 golpes de pisón, al término de lo cual se alista la superficie de la muestra y se levanta el molde verticalmente.

Si existe humedad libre, el cono conserva su forma. En este caso se repite el ensayo a intervalos frecuentes, hasta que el cono formado por la muestra se derrumbe parcialmente al separar el molde. Esto indica que se ha alcanzado la condición de material saturado con superficie seca.

De la muestra se toman 500g. Que se introducen en una probeta, a la cual se agregan previamente unos 100 cm3 de agua y luego se completa hasta cerca de 500 cm3, girando la probeta hasta eliminar la burbuja de aire. La probeta se coloca en baño maría a 20º C y se mantiene en él aproximadamente 1 hora; luego se llena con agua, a la misma temperatura, hasta 500 cm3. Se pesa el conjunto (probeta, arena y agua) y se determina por diferenciar la masa de agua añadida, con aproximación de 0,1m. La cantidad de agua para llenar la probeta se puede determinar volumétricamente por medio de una bureta que permita apreciar hasta 0,1 cm3.   

CALCULOS

Deben utilizarse las siguientes convenciones:

P = Peso de la muestra seca, en gramos

Pa = Peso o volumen de agua añadida a la muestra para completar el volumen de la probeta, expresado en g. Ó en cm3 según el caso.

V = Volumen de la probeta en Cm3

Peso especifico (densidad) nominal. Se determina por la siguiente ecuación:

           

Peso específico (densidad) aparente. Se determina por la siguiente ecuación:

Absorción. Se determina por la siguiente ecuación:

 

PESO VOLUMETRICO DEL AGREGADO

Se denomina peso volumétrico del agregado el  peso que alcanza un determinado volumen unitario. Generalmente se expresa en kilos por metro cúbico. Este valor es requerido cuando se trata de agregados ligeros o pesados y en el caso de proporcionarse el concreto por volumen.

El peso volumétrico del agregado varía de acuerdo a condiciones intrínsecas, como la forma, granulometría y tamaño máximo. Asimismo, depende de factores externos como la relación del tamaño máximo con el volumen del recipiente, la consolidación impuesta, la forma de colocación, etc. En consecuencia, para ser de utilidad, el ensayo de peso unitario debe ceñirse estrictamente a norma, definiendo si la determinación corresponde al agregado suelto o compactado, según el procedimiento utilizado.

Debe tenerse en cuenta que el peso volumétrico determinado en laboratorio no siempre corresponde al que se obtiene en condiciones de obra, para variar los parámetros externos citados.

El ensayo se efectúa utilizando un cilindro metálico de geometría normalizada y mediante un procedimiento de consolidación seleccionado de acuerdo al tamaño máximo del agregado.

Las dimensiones de los recipientes deben cumplir con la siguiente tabla:

Dimensiones interiores (mm.)

Tamaño máximo de  las partículas mm.	Volumen dm. 3	Diámetro mm.	Altura mm.
12,5 25 40 100	3 10 15 30	155 205 255 355	160 305 295 305

 

La masa unitaria del agregado compactado se determina por los siguientes procedimientos:

Método de apisonado. Se emplea en agregados de tamaño nominal menor o igual a 38mm. El agregado se coloca en el recipiente, correspondiente a tres capas de igual volumen aproximadamente, hasta colmarlo.

Cada una de las capas se empareja con la mano y se apisona con 25 golpes de varilla, distribuidos uniformemente en cada capa. La varilla de acero es de 16 mm de ancho y 60cm de longitud, terminada en una semiesfera. Al  apisonar se aplica la fuerza necesaria para que la varilla atraviese solamente la capa respectiva.

Una vez colmado el recipiente se enrasa la superficie usando la varilla como regla y se determina la masa del recipiente lleno en Kg.

Método de vibrado. Se utiliza en agregados de tamaño nominal comprendido entre 38 y 100 mm.

El agregado se coloca en el recipiente, en tres capas de igual volumen, aproximadamente, hasta colmarlo. 

Se coloca el recipiente sobre una base firme y se inclina hasta que el borde opuesto al punto de apoyo diste unos 5 cm de la base. Luego se suelta, con lo que se produce un golpe seco y se repite la operación inclinando el recipiente por el borde opuesto. Estos golpes alternados se ejecutan 25 veces de cada lado, de modo que el número total sea para cada capa y 150 para todo el conjunto.

Al término, se enrasa la superficie del agregado con una regla o con la mano, de modo que las partes salientes se compensen con las depresiones en relación al plano de enrase y se determina la masa en Kg. Del paciente lleno. El peso unitario del agregado suelto se aplica para agregados de tamaño nominal hasta de 100 mm.

Procedimiento con pala. Se aplica a agregados de tamaño nominal menor de 100 mm.

Se llena el recipiente por medio de una pala de modo que el agregado se descargue de una altura no mayor de 50 mm. Por encima del borde, hasta colmarlo.

Se enrasa la superficie del agregado con una regla o con la mano, de modo que las partes salientes se compensen con las depresiones en relación al plano de enrase y se determina la masa en Kg. Del recipiente lleno.

Expresión de resultados

La masa del agregado se determina restando de la masa total la masa del recipiente en Kg.

Los resultados de los ensayos realizados con la misma muestra no deben diferir en más del uno por ciento (1%)

Nota: Consultar normas A.S.T.M.: C. 127-CI; C. 128.7j: C. 70.79; C. 29.78.