densidad relativa

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME DE PROYECTO:“DETERMINACION DE LA ABSORCION DE AGUA, DENSIDAD

APARENTE, POROSIDAD APARENTE Y GRAVEDAD ESPECIFICA APARENTE EN UNA PROBETA DE CONCRETO”

ASESOR:ING. IVAN VASQUEZ ALFARO

AUTORES: MARTINEZ ALVA, DEIBY GIUSEPPE MINCHOLA VARELA, JAVIER GUILLEN DIEÑEZ, MIRIAM NAVARRO ARAUJO, ANTONIN GIANFRANCO RIVERA CHUÑE, BENJAMIN

TRUJILLO – PERÚ

2014

[TECNOLOGIA DEL CONCRETO] 26 de junio de 2014

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………3

1. RESUMEN……………………………………………..……………….4

2. OBJETIVOS…………………………………………………………….4

3. FUNDAMENTO TEÓRICO……………………………………………4

4. MATERIALES Y EQUIPOS………………………………………….10

5. PROCEDIMIENTO…………………………………………………...11

6. RESULTADOS………………………………………………………..12

7. DISCUSION DE RESULTADOS……………………………………14

8. CONCLUSIONES…………………………………………………….15

9. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES……………………16

10.BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………….…16

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO 2


INTRODUCCIÓN

En la naturaleza encontramos una serie de fenómenos que suceden a diario y

que en algunas ocasiones pasan desapercibidos para nuestros ojos. El poder

comprender de manera más amplia estos fenómenos nos ayuda a entender

mejor la microestructura de un material afecta directamente a varias

propiedades del mismo, produciéndose cambios, de diversas índoles. Según

Powers (1958), un medio poroso se compone de una fase sólida y de un

espacio de huecos, o espacio poroso.

En un hormigón endurecido, la fase sólida está constituida por los agregados,

los hidratos y los granos de Clinker sin hidratar. Mientras que la fase porosa

contiene poros rellenos de aire o agua, que presentan una forma geométrica

muy compleja. Las mezclas cementicia al hidratarse en el tiempo, producen

cambios en la micro estructura, que afectan a las propiedades físicas y

químicas.



LABORATORIO N°8

DETERMINACION DE LA ABSORCION DE AGUA, DENSIDAD APARENTE, POROSIDAD APARENTE Y GRAVEDAD ESPECÍFICA APARENTE EN UNA

PROBETA DE CONCRETO

1. RESUMEN

Mediante este trabajo presentamos los resultados de un experimento básico

para comprobar el principio de Arquímedes; determinando la densidad, el

volumen, masas (las cuales son masa al aire y masa sumergida) de sólidos

utilizados.

2. OBJETIVOS

Determinar las características físicas como la absorción de agua,

densidad de masa, porosidad aparente y gravedad específica aparente

en una muestra de concreto bajo norma ASTM C 20.

Comparar el comportamiento físico de la absorción de agua, densidad

de masa, porosidad aparente y gravedad específica aparente en el

concreto a diferentes relaciones a/c y con aditivo (impermeabilizante)

3. FUNDAMENTO TEÓRICO

3.1Densidad teórica

La densidad es una propiedad elemental y fundamental de los

materiales, relacionada con la naturaleza de sus constituyentes y la

existencia de espacios vacíos entre ellos. La densidad () se define como

la masa (M) por unidad de volumen (V), y se expresa en kg/m3:



p= M / V

La densidad de los granos minerales (ps), conocida también como

densidad real (UNE-EN), densidad de la fracción sólida o densidad

verdadera (“true density”,IUPAC), se define como la masa de material

seco (Ms) por unidad de volumen de la parte sólida de la roca (Vs), es

decir, el volumen después de ser excluidos sus espacios vacíos:

ps = Ms / Vs

3.2Densidad aparente

El suelo como todo cuerpo poroso tiene dos densidades. La densidad

real (densidad media de sus partículas sólidas) y la densidad aparente

(teniendo en cuenta el volumen de poros).

La densidad aparente refleja el contenido total de porosidad en un suelo

y es importante para el manejo de los suelos (refleja la compactación y

facilidad de circulación de agua y aire). También es un dato necesario

para transformar muchos de los resultados de los análisis de los suelos

en el laboratorio (expresados en % en peso) a valores de % en volumen

en el campo.



3.3 Densidad nominal:

La densidad nominal se define como la relación que existe entre el peso

de la masa del material y el volumen que ocupan las partículas de ese

material incluidos los poros no saturables.

Densidad nominal= Ps / Vm – Vps

Donde Ps= peso seco de la masa m

Vm= volumen ocupado por la masa m

Vps = volumen de los poros saturables

3.4 Principio de Arquimedes:



3.5 Porosidad

La porosidad o fracción de huecos es una medida de espacios vacíos en

un material, y es una fracción del volumen de huecos sobre el volumen

total, entre 0-1, o como un porcentaje entre 0-100%. El término se utiliza

en varios campos, incluyendo farmacia, cerámica, metalurgia,

materiales, fabricación, ciencias de la tierra, mecánica de suelos e

ingeniería.

3.5.1 Porosidad másica y volumétrica

La capacidad de absorción de agua o porosidad másica se puede medir

con la siguiente fórmula matemática Donde:

, Masa de una porción cualquiera del material (en seco).

, Masa de la porción después de haber sido sumergido en agua:



Esta última ecuación puede ser usada para estimar la proporción de

huecos o porosidad volumétrica:

Dónde:

, es la densidad del material (seco).

, es la densidad del agua.

, es la proporción de huecos (expresada en tanto por uno).

3.5.2 Porosidad de los suelos

En edafología, la porosidad de un suelo viene dada por el porcentaje de

huecos existentes en el mismo frente al volumen total. A efectos

prácticos se calcula a partir de las densidades aparente y real del suelo:

Dónde:

, es la densidad aparente del material.

es la densidad real del material.

3.6 Absorción del agua

Esta prueba sirve para clasificar a los pisos a nivel mundial. El

porcentaje de absorción de agua en el cuerpo de la loseta determina si

la loseta cerámica es cuerpo porcelanico, vítrea, semi-vitrea, o no-vítrea.

La norma ASTM C-373 describe el método de prueba estándar para

determinar el porcentaje de agua absorbida por el cuerpo de una loseta

cerámica. Los resultados son expresados en el porcentaje del peso del

agua absorbida en referencia al peso de la loseta seca.



El ensayo se efectúa normalmente sobre unidades baldosas enteras o

sobre probetas con un área mínima de 100 cm2.La superficie de la

probeta tiene que ser plana, estar limpia de restos de polvo,

protuberancias pegadas o elementos adheridos que se limpian con

cepillo metálico. La determinación se efectúa en una muestra de cuatro

baldosas o probetas.

Se empieza secando las probetas a una temperatura de (105+/-5)°C

hasta masa constante ( se considera masa constante cuando la

diferencia entre dos pesadas efectuadas dentro de un periodo de tiempo

de 24 horas no varía más de un 0.1%).Se anota el valor del peso.

La norma específica las siguientes limitaciones de absorción en función

del ambiente donde se coloquen las baldosas

3.7 Peso Específico

Conocido el concepto de peso unitario, es claro que cualquier tipo de

materia que ocupe un volumen en el espacio posea esta propiedad. El

agua como materia fluida, en su estado natural y dadas sus

características físicas tiene un peso unitario cuantificado conocido, la

presencia natural del agua dentro de las diferentes fases del suelo,

obliga a establecer una relación universal entre los pesos unitarios

contenidos dentro de un material y el agua que hace parte de ella, de

esta forma se da cabida al concepto de Peso Específico(G). En

consecuencia el peso específico de un agregado grueso corresponde a

la relación entre su peso unitario y el peso unitario del agua.



Como el peso específico es un cociente (cantidad adimensional), no es

otra cosa que la relación dedos pesos unitarios, entonces el fundamento

de esta propiedad depende de su peso unitario; es preciso identificar

ciertas características relacionadas con en el peso unitario que muestran

indicios del comportamiento del agregado como parte de una estructura;

el peso unitario está relacionado con la cantidad total de granos o

partículas presentes en una muestra (en función de la porosidad)y la

cantidad de agua presente en los vacíos (en función de la humedad).Los

suelos tienen partículas sólidas entre las que hay huecos, y también

tiene agua que llena estos huecos. Las partículas entran en contacto

unas con otras en pequeñas superficies o mediante capas líquidas

adsorbidas. Cuando las partículas están acomodadas uniformemente,

dejando vacíos entre ellas, y bajo fuerzas de compactación, las

partículas sólidas tienen un alto grado de acomodo (compacidad) y la

capacidad de deformación bajo cargas será pequeña.

La anterior aplicación del peso específico, se enmarca dentro de la

mecánica de suelos cuando se habla de deformaciones en los

materiales expuestos a fuerzas de compresión. La acción de fuerzas

externas sobre una masa de suelo genera deformaciones, a esta

interacción de partículas generada se le debe sumar el efecto producido

por el agua. La homogeneidad de esta estructura trifásica (aire, agua y

sólido), es un factor determinante en la medición de los niveles de

deformación.

4. EQUIPOS, MATERIALES E INSTRUMENTOS

4.1 Equipos:

- Balanza analítica de capacidad de 30 kg. Con precisión de 0.001gr.

-Cámara digital

- Horno de secado, termoestablemente controlado, capaz de mantener una temperatura de 110 +/- 5ºC



4.2 Materiales:

- Un metro de franela

- Agua

- Un balde de 20 litros de capacidad.

- Un espécimen de concreto endurecido de 15 cm de diámetro por 30 cm de altura.

4.3 Instrumentos:

-Canastilla de alambre

-Sistema de suspensión cuando se sumerge en agua la muestra.

5. PROCEDIMIENTO

Se preparan los moldes de 15 x 30 cm aproximadamente a los cuales

engrasamos y fijamos para colocar la muestra. Para lo cual

seleccionamos los materiales para la mezcla cemento tipo ICo, agua,

arena y piedra, y pesar a las diferentes proporciones.

Luego se procede a la preparación de la mezcla para cada porcentaje

establecido. Luego pasamos a colocar la mezcla en el molde

compactando y golpeando para que se acomode mejor la mezcla, para

poder pasar a dejar los moldes por 24 para luego desmoldar y colocar

los moldes en un depósito de agua y cal.

Luego de pasado en tiempo de curado, se procede a elegir una probeta

para realizar el ensayo de absorción, utilizando el equipo de

Arquímedes.

El primer paso fue seleccionar los cilindros y con la ayuda de un

corrector las codificamos y las marcamos las dimensiones X, Y de los



lados, para luego pesarlos (pesado en seco) y un posterior apunte de

datos.

Una vez codificados y pesados los cilindros pusimos a mojarlos en un

balde por un tiempo aproximado de 15 minutos

Después que se mojaron los cilindros por 15 minutos procedimos a

sacarlos y a pesarlos nuevamente (peso húmedo).

Luego realizamos el montaje del sistema colocándolo encima de la

balanza digital y se procedió al llenado del baldecito.

Una vez concluido el montaje del sistema de empezó a sumergir las

probetas y a tomar nota de su peso respectivo (peso sumergido).

6. RESULTADOS

Considerar ρH20= 1gr/cm3 a temperatura ambiente Para las mediciones

realizadas considerar: M = masa saturada en agua, S = masa sumergida en

agua, D = masa seca o en seco

Grupo Nº

Probeta: Curado a

pozaR

a/cW

saturado (kg)-M

W suspendid

o (kg)-SW seco (kg)-D

1∆ cemento 0,4 13,34 7,015 13,26∆ agua 0,4 13,32 7,6 13,235Con aditivo 0,5 Perdida

2∆ cemento 0,6 12,945 7,25 12,84∆ agua 0,6 13,21 7,38 13,12Con aditivo 0,5 13,305 7,505 13,25



5 ∆ cemento 0,9 12,26 6,445 12,065



∆ agua 0,9 11,87 6,34 11,135Con aditivo 0,5 13,08 7,275 13,015

6∆ cemento 1 13,02 7,37 12,735∆ agua 1 11,385 6,115 11,055Con aditivo 0,5 13,24 7,53 13,17

7∆ cemento 0,55 13,15 7,53

Datos no habidos∆ agua 0,55 12,935 7,36

Con aditivo 0,5 13,18 7,655


GRUPOSVol.

Global o Bulk

Volumen Poros

abiertos

Volumen. Poros.

ImpermeablesPorosidad aparente

Abs. Agua

Gravedad especifica Aparente

Densidad global o

Bulk

16,325 0,080 6,245 1,265 0,603 2,123 2,0965,720 0,085 5,635 1,486 0,642 2,349 2,314

25,695 0,105 5,590 1,844 0,818 2,297 2,2555,830 0,090 5,740 1,544 0,686 2,286 2,2505,800 0,055 5,745 0,948 0,415 2,306 2,284

35,700 0,095 5,605 1,667 0,740 2,289 2,2515,705 1,045 4,660 18,317 9,240 2,427 1,9825,815 0,065 5,750 1,118 0,499 2,266 2,241

45,715 0,120 5,595 2,100 0,923 2,323 2,2744,590 0,090 4,500 1,961 0,735 2,720 2,6675,730 0,045 5,685 0,785 0,350 2,259 2,242

55,815 0,195 5,620 3,353 1,616 2,147 2,075 5,530 0,735 4,795 13,291 6,601 2,322 2,0145,805 0,065 5,740 1,120 0,499 2,267 2,242

65,650 0,285 5,365 5,044 2,238 2,374 2,2545,270 0,330 4,940 6,262 2,985 2,238 2,0985,710 0,070 5,640 1,226 0,532 2,335 2,306



75,620 13,150 -7,530 233,9865,575 12,935 -7,360 232,0185,525 13,180 -7,655 238,552

85,695 0,105 5,590 1,844 0,820 2,292 2,2495,830 0,085 5,745 1,458 0,651 2,274 2,2415,790 0,050 5,740 0,864 0,391 2,230 2,211

7. DISCUSION DE RESULTADOS

En todos los grupos el volumen global de las probetas estuvo alrededor

de 5.500, ya que todos usaron un mismo tipo de molde, aunque siempre

hubo unas pequeñas variaciones en las medidas debido al conformado y

a la deshidratación al momento de endurecer el concreto.

El mayor volumen de poros abiertos fue el de las probetas del grupo

N°3, esto debió ser a causa de la falta de un poco más de compactación

al momento de conformado, ya que las demás probetas no alcanzaron ni

el 0.5 de volumen de poros abiertos.

En el volumen de poros impermeables todos los grupos oscilaron entre

4.5 y 5.5, el cual es un dato considerable al momento del curado de las

probetas ya que siempre hay un índice de poros a los cual el agua no es

capaz de llegar.

La porosidad aparente de igual manera como es de suponer fue

alcanzada por el grupo N°3, como lo dicho anteriormente se puede

suponer que falto un poco más de compactación al momento del

conformado.

Debido al índice de poros de la probeta del grupo N°3, ésta también

alcanzo la mayor absorción de agua, ya que estos dos factores son

directamente proporcionales.



La gravedad especifica aparente y la densidad global estuvieron

alrededor de 2.5 ya que todas las probetas tuvieron casi las mismas

dimensiones y fueron hechas a base de los mismos materiales.

8. CONCLUSIONES

El método en el laboratorio, resulta adecuado, en este ensayo, para las

determinaciones de la porosidad de las muestras de cemento (probetas

cilíndricas)

El volumen global y el volumen de poros abiertos aumenta conforme

aumenta la relación a/c variando la cantidad de cemento y manteniendo

constante el agua esto debido a que si aumentamos el cemento

entonces aumentara la cantidad de agua de amasado y al no agregar

más se generan porosidades internas.

El aditivo contribuye a disminuir la permeabilidad del cemento a medio

plazo. Esta mejora se manifiesta, además en la modificación del

diámetro medio de poro y en su distribución de tamaños.

El concreto mejorado con el aditivo y manteniendo la relación a/c = 0.5

hace que la pasta sea menos densa ya que al ser un supe plastificante

hace la mescla mucho más fluida y al momento de secar hacerla menos

densa.

Un factor importante en la variación de la densidad en el concreto con

aditivo es la efectividad del amasado de la mezcla para una perfecta

cohesión y el compactado (lo que se manifiesta en los datos de las

porciones impermeables)



8. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES

Para que no entre en contacto la cara vista con el fondo del recipiente, la

probeta se apoya en soportes o en una rejilla.

Al colocar la probeta con la cara vista en la cara inferior para medir la

masa, hay que ir con cuidado por la presencia de burbujas de aire bajo

la probeta.

9. BIBLIOGRAFÍA

(Porosidad). Disponible en:http://es.wikipedia.org/wiki/Porosidad(Consultado el 22 de noviembre del 2013)

(Principio de Arquímedes). Disponible en:http://www.buenastareas.com/ensayos/Principio-De-Arquimedes/1403168.html(Consultado el 23 de noviembre del 2013)

(Absorción del agua). Disponible en:http://www.construmatica.com/construpedia/AP-_012._Determinaci%C3%B3n_de_la_Absorci%C3%B3n_de_Agua_de_las_Baldosas_de_Terrazo(Consultado el 23 de noviembre del 2013)

(Cenizas volantes). Disponible en:http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/8788/Capitulo2.pdf (Consultado el 23 de noviembre del 2013)

(Absorción del agua). Disponible en:http://www.construmatica.com/construpedia/AP-_012._Determinaci%C3%B3n_de_la_Absorci%C3%B3n_de_Agua_de_las_Baldosas_de_Terrazo(Consultado el 23 de noviembre del 2013)

(Porosidad). Disponible en:http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0718-07642004000500006&script=sci_arttext(Consultado el 23 de noviembre del 2013)


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