GRAVEDAD ESPECÍFICA Y HUMEDAD – ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS

Generalidades:

Referirnos tanto a la gravedad específica como a la humedad-absorción que poseen los agregados, nos involucra determinar ciertos parámetros necesarios, a los que se puede dar analogía con el tratamiento de los suelos, realizadas las pruebas de laboratorio a cada pedrera y arenera, se analizaran los resultados para determinar la calidad de las mismas sobre la base del cumplimiento o no de las Normas ASTM, aplicando la estadística para determinar el comportamiento de los resultados en el tiempo, para lo cual se presentan las conclusiones y recomendaciones para cada fuente de explotación.

Para el caso del concreto, en específico de los agregados (uno de los componentes esenciales), la determinación de su gravedad específica y humedad-absorción es de vital interés para un óptimo diseño de mezcla, dependiendo de que manera se trata éste, ya sea compactado o suelto.

Referencia básica a lo tratado en el curso de Mecánica de Suelos I – Laboratorio.

De ello dependerá la determinación de los Pesos Unitarios Secos y/o Compactados respectivamente (P.U.S.C. y P.U.S.S.), en cuanto al control de calidad de agregados pétreos (gravas y arenas), usados en el concreto hidráulico, existen documentos que basan su investigación en los resultados de muestras obtenidas y ensayadas en un periodo de tiempo muy corto.

GRAVEDAD ESPECÍFICA EN LOS AGREGADOS

El peso específico relativo o gravedad específica de cualquier sustancia de define como “El peso unitario del material en cuestión dividido por el peso unitario del agua destilada a cuatro grados Celsius.”

Dependiendo de todas las definiciones a las que se pueda hacer referencia para la gravedad específica tenemos las siguientes relaciones matemáticas, para su respectivo cálculo:

Gravedad Específica de la Masa Seca:

oag

S

SSSSSS

SSSb V

W

WW

WG

γ*'=

−=

Vv

Gravedad Específica SSS: Vp

oag

SSS

SSSSSS

SSSSSS V

W

WW

WG

γ*'=

−= Vs

Gravedad Específica Aparente:

oS

S

SSSS

SS V

W

WW

WG

γ*'=

−=

* Otras:

psag VVV +=

oPSSSS VWW γ*+=

oSSSSS VWW γ*' −=

Donde:γ O : Peso específico del agua (1 g/cm³).VS : Volumen de sólidos de la partícula.Vp : Volumen de poros.Vv : Volumen de vacíos entre partículasVag : Volumen de agregados

WS : Peso de sólidosWSSS : Peso en el aire saturado superficialmente (SSS).

W’SSS : Peso sumergido en agua SSS.

HUMEDAD EN LOS AGREGADOS

Es otro factor que se involucra directamente con la respuesta en humedad que ha de poseer la mezcla, ya sea que el agregado absorba u otorgue una cantidad finita de agua, que dependiendo de la magnitud de la obra, en muchos casos puede ocasionar serias deficiencias en el fraguado y por ende en el concreto endurecido.

Podemos definirlo matemáticamente con la relación siguiente:

(%)%sec

sec

oag

oagaghúmedo

W

WW −=ω

De ello podemos diferenciar los siguientes estados de humedad, presentes en los agregados:

De donde:

Est. Seco: No contiene agua en sus vacíos, es secado en horno por no menos de 24 horas. Quita humedad a la mezcla.

Est. Húmedo: Posee humedad interna, secado superficialmente. Reduce la humedad en la mezcla.

Est. Saturado Superficialmente Seco: Posee un 100% de saturación. No cede, ni quita humedad a la mezcla (estado ideal).

Est. Saturado Superficialmente Húmedo: Posee un 100% de saturación más la presencia de agua en su superficie libre. Aporta humedad a la mezcla.

Sin embargo es necesario mencionar otro factor que va ligado directamente a la humedad, la ABSORCIÓN, (A%), que no viene a ser otra cosa que la relación entre:

(%)%sec

sec

oag

oagagsaturado

W

WWA

−=

De ello podemos señalar que la humedad superficial presente se puede dar en dos casos, dependiendo si otorga o absorbe agua el agregado.

• Humedad Superficial (+).- Cuando se cumple la relación: ω (%) > A (%).

• Humedad Superficial (-).- Cuando se cumple la relación: ω (%) < A (%).

Teniendo para ello la siguiente relación para calcular el valor del agua libre:

( ) (%)100

*%% secoagWAAguaLibre ±= ω

Pero sin duda, determinar la gravedad específica y el grado de humedad-absorción no finiquita el análisis en los agregados, sino que de acuerdo a los ensayos que se realicen en laboratorio, se determinará los valores del P.U.S.C. y P.U.S.S. que si son “llevados” al diseño de mezcla de un concreto determinado. Entonces expresemos sus razones matemáticas mediante la siguiente relación.

egadoVolumenAgr

dodoCompactaPesoAgregaCSUP =...:

egadoVolumenAgr

doSueltoPesoAgregaSSUP =...:

El procedimiento de rutina al que se refiere este ensayo es el mismo que se haría para un suelo.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS, GEOLOGÍA Y CIVIL

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Laboratorio de Tecnología del Concreto

Gravedad Específica y Absorción del Agregado GruesoA.S.T.M. C - 128

Muestra : Piedra zarandeada ½”.

Gravedad Específica y Absorción del Agregado FinoA.S.T.M. C - 127

Muestra : Arena de río.

PESO DE LA ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA (g.) 560,00 555,00

PESO DEL BALÓN SECO (g.) 158,00 158,00PESO DE LA ARENA SATURADA SUPERF. SECA + PESO DEL BALÓN (g.) 718,00 713,00

PESO DE LA ARENA SATURADA SUPERF. SECA + PESO DEL BALÓN + AGUA 998,00 998,00

PESO DEL AGUA 280,00 285,00

PESO DEL RECIPIENTE 120,00 120,00

PESO DEL RECIPIENTE + PESO DE LA ARENA SECA (g.) 675,00 675,00

PESO DE LA ARENA SECA (g.) 555,00 555,00

VOLUMEN DEL BALÓN (cm³) 500,00 500,00

PESO ESPECIFICO DE LA MASA (g/cm³) 2,52 2,58 2,55

PESO ESPECIFICO DE LA MUESTRA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA 2,55 2,58 2,56

PORCENTAJE DE ABSORCIÓN (%) 0,90% 0,00% 0,45%

PESO DE LA MUESTRA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA (g.) 2049,00 2048,00

PESO DE LA CANASTILLA DENTRO DEL AGUA (g.) 120,00 121,00

PESO DE LA MUESTRA SATURADA + PESO DE LA CANASTILLA EN EL AGUA 1376,00 1376,00

PESO DE LA MUESTRA SATURADA DENTRO DEL AGUA (g.) 1256,00 1255,00

PESO DEL RECIPIENTE (g.) 235,00 235,00

PESO DEL RECIPIENTE + PESO DE LA MUESTRA SECA (g.) 2260,00 2260,00

PESO DE LA MUESTRA SECA (g.) 2025,00 2025,00

PESO ESPECIFICO DE LA MASA (g/cm³) 2,55 2,55 2,55

PESO ESPECIFICO DE LA MUESTRA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA 2,58 2,58 2,58

PORCENTAJE DE ABSORCIÓN (%) 1,19% 1,14% 1,16%