Página 1 de 16

Introducción

El peso volumétrico (también llamado peso unitario o densidad en masa) de un

agregado, es el peso del agregado que se requiere para llenar un recipiente con un

volumen unitario especificado. El volumen al que se hace referencia, es ocupado por los

agregados y los vacíos entre las partículas de agregado. El peso volumétrico

aproximado de un agregado usado en un concreto de peso normal, varía desde

aproximadamente 1,200 kg/m3 a 1,760 kg/m3.

El contenido de vacíos entre partículas afecta la demanda de mortero en el diseño de la

mezcla. Los contenidos de vacíos varían desde aproximadamente 30% a 45% para los

agregados gruesos hasta 40% a 50% para el agregado fino. La angularidad aumenta el

contenido de vacíos; mayores tamaños de agregado bien graduado y una granulometría

mejorada hacen disminuir el contenido de vacíos. Los métodos para determinar el peso

volumétrico de los agregados y el contenido de vacíos, se dan en la norma ASTM C 29.

Se describen tres métodos para consolidar el agregado en el recipiente, dependiendo del

tamaño máximo del agregado: varillado, sacudido y vaciado con pala.

“Este método de ensayo permite determinar la densidad aparente ("peso unitario") de

un árido tanto en su condición compactada o suelta y calcular los huecos entre las

partículas en los áridos finos, gruesos o mezclas de áridos, basada en la misma

determinación. Este método se aplica a los áridos que no exceden las 5 pulg 125 mm

de tamaño máximo nominal.” Ing. Sergio j. Navarro Hudiel

Página 2 de 16

Este método de ensayo se emplea a menudo para determinar los valores de densidad

aparente, utilizados por varios métodos para seleccionar la dosificación de las mezclas

de hormigón.

La densidad aparente también puede emplearse para determinar la relación

masa/volumen para establecer las conversiones en los acuerdos de compra. Sin

embargo, la relación entre el grado de compactación de los áridos en una unidad de

transporte o pila de acopio y la alcanzada en este método, es desconocida.

Además, los áridos contenidos en una unidad de transporte generalmente contienen

humedad absorbida y superficial (la última afecta la densidad aparente), en cambio, este

ensayo determina la densidad aparente en estado seco.

Este método permite la determinación de la masa unitaria de un agregado en la

condición compactada (por apisonado externo o vibración) o en la condición suelta

(como viene de una pala o cucharón) después de que el agregado ha sido secado hasta

masa constante. El método involucra la determinación de una muestra de agregado en

recipiente (medida) de volumen conocido, y entonces se resta la masa del recipiente.

Página 3 de 16

Objetivos

a) Determinar la densidad suelta y la densidad compactada en muestras de agregados

finos y gruesos.

b) Determinar la densidad máxima en la mezcla de agregado fino-grueso.

Material

Recipientes de aluminio

Baldes de acero

Agregado fino / m= 1983 g / v= 2924 cc

Agregado grueso / m = 5233 g / v= 15710 cc

Varillas para apisonar

Agregado fino / l= 20 cm / Φ= 10 mm

Agregado grueso / l= 60 cm / Φ= 16 mm

Caretillas

Palas

Bandejas cuadradas

Cuchara

Página 4 de 16

Equipo

Balanza de brazo mecánico / Capacidad = 20 kg / A = ± 1 g

Balanza mecánica / Capacidad = 50 kg / A = ± 200 g

Muestras

Agregado grueso de Mina Guayllabamba / m = 40 kg

Agregado fino de Mina Rocafuerte / m = 20 kg

Gráficos

Equipo usado

Página 5 de 16

Fórmulas

Densidad

δ=mv

Procedimiento

1. Para la determinación de la densidad aparente suelta y compactada tanto del

agregado fino de Rocafuerte como del agregado grueso de Guayllabamba se debió

seguir el siguiente procedimiento.

2. Se tomo 40 y 20 kg de agregado grueso y fino respectivamente, para la

determinación de la densidad aparente suelta se coloco los agregados en sus

respectivos baldes de acero hasta llenarlos y que el agregado sobrepase a este, se lo

enraso por medio de las varillas y se tomo la medida de la masa del balde enrasado

con el agregado, este procedimiento se repitió por dos ocasiones para obtener un

promedio, y con este ultimo valor se puedo determinar la densidad del agregado

grueso y fino ya que cada balde tiene un valor de masa y volumen respectivo.

3. Para la determinación de la densidad aparente compactada, se debió llenar el

recipiente en tres capas, pero cada capa se la debió compactar por medio de las

varillas con 25 golpes, al igual que en la densidad aparente suelta se debe enrasar el

balde y una vez compactado en tres capas y enrazado se mide la masa del balde.

Página 6 de 16

4. El procedimiento anterior se lo debe repetir por dos ocasiones y sacar un promedio y

con este valor se puede obtener la densidad aparente compactada de los agregados,

ya que este método sirve para los dos agregados.

5. Para la determinación de la densidad máxima de la mezcla de los dos agregados

fino y grueso, se debió determinar porcentajes entre los dos agregados, es decir para

un porcentaje de un agregado se debe colocar el restante del 100 % para el otro

agregado.

6. Es así como se determino que los 40 kg de agregado grueso fueron el 100% de la

mezcla y se fueron variando cantidades de porcentajes con el agregado fino ósea 90

– 10, 80 – 20, 70 – 30, y así sucesivamente hasta llegar a 45 – 55, con cada

variación de porcentaje se determino la cantidad de arena que correspondía y se fue

agregando parcialmente a la mezcla total.

7. Una vez realizada la primera determinación de porcentaje y una vez determinada la

masa de arena que iría en la mezcla, se coloco esta masa conjuntamente con el ripio,

se lo mezclo bien y se determino la densidad aparente compactada de esta mezcla

realizando el mismo procedimiento anterior, es decir se compactó en tres capas en el

balde de acero, se lo enraso y se midió la masa de la mezcla, se repitió este paso por

dos ocasiones y se determino un promedio valor que nos servirá para la

determinación de la densidad aparente compactada para esa variación de

porcentajes.

Página 7 de 16

8. El procedimiento anterior se lo repitió hasta añadir una a una las diversas cantidades

de arena determinadas con la variación de porcentaje de la mezcla total

9. Todos los datos de densidad aparente de las variaciones de porcentajes de la mezcla

se los irá tabulando en un cuadro de valores para realizar un grafico que determinará

que valor corresponde a la densidad aparente máxima de la mezcla total de los

agregados.

10. Todos estos valores servirán para determinar conclusiones de la práctica realizada.

Página 8 de 16

Tablas y Gráficos

a) Densidad aparente suelta y compactada.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

NºAgregado grueso

Descripciónm densidad

Descripciónm v densidad

g g/cm3 g cm3 g/cm3

1 Masa del recipiente vacío 5233 Volumen del recipiente 15710 2

Masa del ripio suelto + recipientea.- 26000

Masa del ripio compactado + recipientea.- 28800

3 b.- 26000 b.- 29000 4 Promedio 26000 Promedio 28900

5 δap. suelta del ripio 1,32   δap. compactada del ripio 1,52

1 2 3 4 5 6 7 8 9

NºAgregado fino

Descripciónm densidad

Descripciónm v densidad

g g/cm3 g cm3 g/cm3

1 Masa del recipiente vacío 1983 Volumen del recipiente 2924 2

Masa de la arena suelto + recipientea.- 6265

Masa de la arena compactado + recipientea.- 6470

3 b.- 6263 b.- 6494 4 Promedio 6264 Promedio 6482

5 δap. suelta de la arena 1,46   δap. compactada de la arena 1,54

b) Densidad máxima de los agregados.

Página 9 de 16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

NºMezcla Masa Añadir

arenakg

Masa del recipiente + mezcla

Masa de la mezcla

kg

Densidad Aparente

kg/dm3Ripio

%Arena

%Ripio

kgArena

kg kg kg1 90 10 40 4,44 0,00 30,80 31,00 25,67 1,632 80 20 40 10,00 5,56 33,20 33,00 31,12 1,983 75 25 40 13,33 3,33 33,40 33,20 31,32 1,994 70 30 40 17,14 3,81 34,40 34,40 32,42 2,065 65 35 40 21,54 4,40 34,40 34,40 32,42 2,066 60 40 40 26,67 5,13 34,60 34,60 32,62 2,087 55 45 40 32,73 6,06 34,40 34,60 32,52 2,078 50 50 40 40,00 7,27 34,20 34,20 32,22 2,059 45 55 40 48,89 8,89 34,40 34,40 32,42 2,06

Página 10 de 16

δap. máxima = 2.07 kg/dm3

b.1) Grafico densidad máxima de los agregados

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

δap. vs. %

δap. vs. %

Porcentaje (%)

δap. (kg/dm3)

δap. máx. = 2.08 kg/dm3

2.08

Escala x: 1cm = 5 % y: 1cm = 0.25 kg/dm3

δap. máx.

Página 11 de 16

Fotografías

Pesando las muestras

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

δap. vs. %

δap. vs. %

Porcentaje (%)

δap. (kg/dm3)

δap. máx. = 2.08 kg/dm3

2.08

Escala x: 1cm = 5 % y: 1cm = 0.25 kg/dm3

Página 12 de 16

Determinando masa suelta de los agregados

Compactando las muestras

Página 13 de 16

Enrazando el agregado

Mezclando una a una las variaciones de porcentaje de arena y ripio

Conclusiones

Página 14 de 16

1. Al término de la práctica, del agregado grueso, se obtuvo que el agregado de

Guayllabamba tiene una densidad aparente suelta de 1.32 g/cm3, y una densidad

aparente compactada de 1.52 g/cm3 y se puede usar estos valores en cálculos para

proporcionamiento de mezclas y control.

2. Finalizado el ensayo se determino que el agregado fino de la mina Rocafuerte tiene

una densidad aparente suelta de 1.46 g/cm3, y una densidad aparente compactada de

1.54 g/cm3, y este valor puede ser utilizado para la determinación del volumen

absoluto ocupado por el agregado en una mezcla.

3. De la determinación de las mezclas con variación de porcentaje de ripio y arena, se

obtuvo que el valor de densidad aparente máximo es de 2.08 kg/dm3, valor que fue

comprobado a través de la gráfica δap. vs. %, en el cual se puede observar dicho

valor.

4. La grafica δap. vs. %, presenta una curva no esperada de acuerdo a la teoría, esto se

debe a que la densidades tanto aparente suelta como aparente compactada del

agregado fino es mayor a la del grueso, es así que el punto de inflexión de la curva

determina la densidad aparente máxima.

5. La determinación de la densidad aparente suelta y compactada de los agregados nos

ayudaran a determinar el espacio ocupado por los mismos, con esto se podrá

dosificar correctamente una mezcla y obtener un resultado de calidad.

Recomendaciones

Página 15 de 16

1. Para optimizar el tiempo los grupos de trabajo deben dividirse en dos, uno para el

agregado fino y otro para el agregado grueso, con esto se puede ocupar menos

tiempo en la práctica

2. Encerar bien la balanza de brazo mecánico ya que al no hacerlo de una manera

correcta nos arrojaría valores inexactos lo cual perjudicaría la determinación de las

densidades.

3. Al realizar la compactación tanto del agregado fino como grueso, tener en cuenta

que esta se debe realizar en forma de espiral de afuera hacia adentro y no sobrepasar

los 25 golpes para cada compactación.

4. Se debe realizar la medida del peso del agregado fino en la balanza de brazo

mecánico y no en la balanza mecánica, ya que esta posee una apreciación muy baja

la cual no arrojaría valores exactos para la práctica.

5. Utilizar equipo adecuado para la práctica ya que el polvo de la arena y ripio podría

afectar la salud del estudiante.

Apéndice

Cálculos Típicos

Página 16 de 16

Densidad aparente máxima

δ=mv

δ= 34.60 kg

15.710 dm3

δ=2.08 kg /dm3

Bibliografía

Página 17 de 16

LIBRO PCA Portland Cement Association

http://www.construaprende.com/Lab/13/Prac13.html