Practica 13: Masa unitaria suelta y apisonada de los agregados

El presente Laboratorio tiene como objetivo, obtener la masa unitaria suelta y apisonada de acuerdo a las Normas Técnicas Colombianas 237 y 176, las cuales involucran una muestra de agregado en un recipiente de volumen conocido y luego se resta la masa del recipiente.

La masa unitaria suelta se realiza por medio del llenado con el agregado del recipiente, a una altura no mayor de 50 mm, se enraza y se pesa (3 veces), se saca la masa promedio y se divide sobre el volumen y nos da la masa unitaria suelta. Para la masa unitaria compacta se realiza el mismo procedimiento, con la variación de que el recipiente se llena en tres capas y cada capa es golpeada según la Norma y luego se procede igual.

OBJETIVO

• Determinar la masa por unidad de volumen de una muestra de agregado (<100 T.M.N.) en estado suelto y estado apisonado.

El propósito de este método de ensayo es determinar la masa por unidad de volumen de una muestra de agregado, para agregados que no excedan 100 mm de Tamaño Máximo Nominal. La masa de un agregado debe ser siempre relacionada con el volumen específico. La masa unitaria de un agregado debe ser conocida para seleccionar las proporciones adecuadas en el diseño de mezclas de concreto.

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.

Usando los datos obtenidos de la aplicación de las Normas NTC 237 y NTC 176 a la misma muestra, se puede calcular el porcentaje de vacíos (espacios con aire) en la muestra.
 
 

• Balanza con sensibilidad de 0.1% de la masa del material.
• Varilla compactadora
• Recipiente de medida de 10 dm3.
• Recipiente de medida con capacidad mínima a la indicada en la Tabla 1, dependiendo del tamaño máximo del agregado.

A. Masa Unitaria Suelta

La masa unitaria suelta se determina usando el método de paleo para el cual sigue el siguiente procedimiento:

Determine la masa del recipiente y llene de modo que el agregado se descargue de una altura no mayor de 50 mm por encima del borde. Enrase la superficie y pese el recipiente lleno. Repita esta operación tres veces y determine el promedio.

B. Masa Unitaria Apisonada

La masa unitaria compactada se determina usando el método de apisonamiento con varilla en agregados con tamaño máximo nominal menor o igual a 37.5 mm, o mediante el método de golpeo si el tamaño máximo nominal es superior a los 37.5 mm e inferior a 150 mm.

Para el método de apisonado con varilla, mida la masa del recipiente y ponga el agregado en tres capas de igual volumen, hasta llenarlo. Empareje cada capa con la mano y apisone con 25 golpes de varilla distribuidos uniformemente a cada capa. Al apisonar la primera capa debe evitarse que la varilla golpee el fondo del recipiente y al apisonar las superiores aplicar la fuerza necesaria, para que la varilla solamente atreviese la respectiva capa. Nivele la superficie con la varilla y determine la masa del recipiente lleno.

El método de golpeo consiste en levantar las caras opuestas alternativamente cerca de 50 mm y permitir su caída de tal forma que se golpee fuertemente. Por este procedimiento, las partículas de agregado se acomodan en una condición densamente compactada. Compacte cada capa por sacudimiento del molde 50 veces de manera descrita, 25 veces en cada cara. *p+3 Nivele la superficie del agregado con una plantilla de tal forma que las partes sobresalientes de las partículas más grandes que conforman el agregado grueso compensen aproximadamente los vacíos dejados en la superficie bajo el borde del molde.

Determine la masa del molde más su contenido y la masa del molde por separado y registre los valores con una aproximación de 0.05 Kg.
 
 

La masa unitaria suelta y apisonada, es el cociente entre la masa de la muestras suelta y apisonado respectivamente sobre el volumen del recipiente.

A. Masa Unitaria Suelta

• Método de Paleo

Masa del molde vacío = 4.759 Kg

Primer resultado

Masa del molde lleno = 13.010 Kg

Segundo resultado

Masa del molde lleno = 12.983 Kg

Tercer resultado

Masa del molde lleno = 12.914 Kg
 

Masa promedio = (13.010 + 12.983 + 12.914) Kg
                                                        3

Masa promedio = 12.969 Kg

Masa Total = 12.969 Kg - 4.759 Kg

Masa Total = 8.21 Kg

B. Masa Unitaria Apisonada

Primer resultado:

Masa del molde lleno = 13.410 Kg

Segundo resultado:

Masa del molde lleno = 13.350 Kg

Tercer resultado:

Masa del molde lleno = 13.356 Kg
 
 

Masa promedio = (13.410 + 13.350 + 13.356) Kg
                                                         3

Masa promedio = 13.372 Kg

Masa Total = 13.372 Kg - 4.759 Kg

Masa Total = 8.613 Kg

Diámetro del molde (d) = 6 plg

Altura (h) = 12 plg
 
 

A = (p d²)/4= p (6 plg) ²/4= 28.2744 plg²

V = A x h

V = (28.2744 plg²)(12 plg) = 339,2928 plg³
 
 

Masa Unitaria Suelta = 8.21 Kg /339,2928 plg³   = 8.21 Kg /  5.56 x 10^-3 m³

Masa Unitaria Suelta = 1476.61529811 Kg/m³
 
 

Masa Unitaria Apisonada = 8.613 Kg / 5.56 x 10^-3 m³

Masa Unitaria Apisonada = 1549,09714526 Kg/m³
 
 

Es importante conocer la masa unitaria del agregado para seleccionar las proporciones adecuadas para el diseño de mezclas de concreto.