ASTM C 128 - 01 Designación ASTM C 128 - 01 Método de Ensayo Normalizado para Determinar Densidad, Densidad Relativa (Peso Específico) y la Absorción de los Aridos Finos1
Esta norma ha sido editadacon la designación C 128; el número que sigue inmediatamente a la designación señala su año de adopción original o, en caso de revisión, el año de la última revisión. Un número en paréntesis indica elaño de la última aprobación. Una letra epsilon en superíndice (ε) señala un cambio editorial desde la última revisión o aprobación. Esta norma ha sido aprobada por el Departamento de Defensa
1.Alcances* 1.1 Este método de ensayo determina la densidad promedio de una cantidad de partículas de áridos finos (sin incluir el volumen de los huecos entre las partículas), la densidad relativa (pesoespecífico) y la absorción de los áridos finos. Dependiendo del procedimiento usado, la densidad en kg/m3 (lb/ft3) es expresada como secada al horno (S), saturada superficialmente seca (SSS) o comodensidad aparente. Igualmente, la densidad relativa (gravedad específica), cualidad sin dimensión, es expresada como secada al horno (S), saturada superficialmente seca (SSS) o como densidad relativaaparente (gravedad específica aparente). La densidad (S) y la densidad relativa (S) se determinan después de secar los áridos. La densidad SSS, la densidad relativa SSS y la absorción se determinandespués de sumergir los áridos en agua durante un tiempo determinado. 1.2 Este método de ensayo determina la densidad de la porción esencialmente sólida de una cantidad grande de partículas de áridos yproporciona un valor promedio representativo de la muestra. Se hace una distinción entre la densidad de las partículas de áridos, como lo determina este método de ensayo, y la Densidad a Granel de losáridos como lo determina el Método de Ensayo C 29/C 29M, que incluye el volumen de los huecos entre las partículas de los áridos. 1.3 Este método de ensayo no es adecuado para los áridos livianos. 1.4 Los valores establecidos en unidades del SI deben observarse como norma para realizar este método de ensayo. Los resultados de los ensayos para densidad deben ser informados en unidades del SI o en unidades en pulgadas por libra, según el uso que se dé a los resultados. 1.5 El texto de esta norma hace referencia a notas y pie de páginas que entregan un material de carácter explicativo. Estos (excluyendo las tablas y figuras) no se consideran requisitos de este método de ensayo. 1.6 Esta norma no se refiere a las medidas de seguridad, si las hubiera, asociadas con su uso. Es de responsabilidad del usuario de estas normas el establecer las medidas y prácticas de
seguridad y salud personal necesarias y determinar la aplicación de las limitaciones reglamentarias con anterioridad a su uso. 2. Documentos de referencia 2.1 Normas ASTM: C 29/C 29M Método de ensayo para la Densidad a Granel ("peso unitario") e índice de huecos en los áridos. 2 C 70 Método de ensayo para la humedad superficial en los áridos finos.2 C 125 Terminología relacionada con el hormigón y áridos para hormigón. 2 C 127 Método de ensayo para la densidad, densidad relativa (gravedad específica) y la absorción de los áridos gruesos.2 C 188 Método de ensayo para la densidad del cemento hidráulico. 3 C 566 Método de ensayo para el contenido de humedad total evaporable de los áridos por secado.2 C 670 Práctica para la preparación de los informes de precisión y sesgo para los métodos de ensayo de los materiales para la construcción.2 C 702 Práctica para reducir el tamaño de las muestras de áridos al tamaño de ensayo.2 D 75 Práctica para el muestreo de los áridos.4 2.2 Normas AASHTO: 2.3 AASHTO Nº T 84 Gravedad específica y absorción de los áridos finos. 5 ---1 Este método de ensayo se encuentra bajo la jurisdicción del Comité C09 de la ASTM sobre Hormigón y Aridos para Hormigón y es de
responsabilidad directa del Subcomité C09.20 sobre Aridos de peso normal. La presente edición fue aprobada con fecha 10 de agosto de 2001. Publicada en octubre de 2001. Originalmente publicada como C 128 - 36. La edición anterior es C 128 -97. 2 Anuario de normas ASTM, Vol. 04.02 3 Anuario de normas ASTM, Vol. 04.01 4 Anuario de normas ASTM, Vol. 04.03 5 Disponible en el American Association of State Highway and Transportation Officials, 444 North Capitol St., NW, Suite 225, Washington, DC 20001. * Al final del texto, aparece un resumen con los cambios efectuados a esta norma. Copyright © ASTM, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States.
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3. Terminología 3.1 Definiciones: 3.1.1 absorción, n - el incremento en masa de los áridos debido al agua que penetró en los poros de las partículas, durante un periodo de tiempo determinado, pero sin incluir el agua adherida a la superficie externa de las partículas, expresado como porcentaje de la masa seca. 3.1.2 Secado al horno, (S) adjetivo relacionado con las partículas de áridos, la condición en que los áridos han sido secados por calentamiento en un horno a 110 ± 5ºC durante el tiempo suficiente para alcanzar una masa constante. 3.1.3 Saturado superficialmente seco (SSS), adjetivo relacionado con las partículas de áridos, la condición en la que los poros permeables de las partículas de áridos han sido llenados con agua por inmersión, durante un tiempo determinado, pero sin dejar agua libre en la superficie de las partículas. 3.1.4 Densidad, n - la masa por unidad de volumen de un material, expresada en kilógramos por metro cúbico (libras por pie cúbico). 3.1.4.1 Densidad secada al horno (S), n - la masa de los áridos secados al horno por unidad de volumen de las partículas de áridos, incluyendo el volumen de los poros permeables e
impermeables dentro de las partículas, pero sin incluir los huecos entre las partículas. 3.1.4.2 Densidad SSS, n - la masa de áridos saturados superficialmente secos por unidad de volumen de las partículas de áridos, incluyendo el volumen de los poros impermeables y de los poros llenos con agua dentro de las partículas, pero sin incluir los huecos entre las partículas. 3.1.4.3 Densidad aparente, n - la masa por unidad de volumen de la porción impermeable de las partículas de los áridos. 3.1.5 Densidad relativa (gravedad específica), n - La razón de la densidad de un material con respecto a la densidad del agua destilada a una temperatura dada. Los valores no poseen
dimensión. 3.1.5.1 Densidad relativa (gravedad específica) secada al horno (S), n - La razón de la densidad secada al horno de los áridos con respecto a la densidad del agua destilada una
temperatura dada. 3.1.5.2 Densidad relativa (gravedad específica) (SSS), n - La razón de la densidad (SSS) de los áridos con respecto a la densidad del agua destilada a una temperatura dada. 3.1.5.3 Densidad relativa aparente (gravedad específica aparente), n - La razón de la densidad
aparente de los áridos con respecto a la densidad del agua destilada a una temperatura dada. 3.1.6 Para las definiciones de otros términos, consulte Terminología C 125. 4. Resumen 4.1 Se sumerge una muestra de áridos en agua durante 24 ± 4 h hasta llenar los poros. Luego se saca del agua, se retira el agua de la superficie de las partículas y se determina la masa. A continuación, la muestra (o una parte de ella) se coloca en un recipiente graduado y se determina el volumen de la muestra por el método gravimétrico o volumétrico. Por último, la muestra se seca al horno y se determina la masa nuevamente. Utilizando los valores de las masas así obtenidos y las fórmulas en este método de ensayo, es posible calcular la densidad, la densidad relativa (gravedad específica) y la absorción. 5. Significado y uso 5.1 La densidad relativa (gravedad específica) es la característica
generalmente usada para calcular el volumen ocupado por el árido en diversas mezclas que contienen áridos, incluyendo el hormigón con cemento Portland, hormigón bituminoso y otras mezclas que son dosificadas o analizadas en base al volumen absoluto. La densidad relativa (gravedad específica) también se emplea para calcular los huecos en los áridos usando el Método de ensayo C 29/C 29M. La densidad relativa (gravedad específica), (SSS) se emplea para determinar la humedad superficial en los áridos finos por el desplazamiento de agua en el Método de Ensayo C 70. La densidad relativa (gravedad específica) SSS se usa si los áridos están húmedos, esto es, si la absorción ha sido satisfecha. En cambio, la densidad o densidad relativa (gravedad específica) (S) se emplea para calcular el árido cuando se encuentra seco o se presume seco. 5.2 La densidad aparente y la densidad relativa aparente (gravedad específica aparente) se relaciona con el
material sólido que conforman las partículas constituyentes, sin incluir los poros que son accesibles al agua. Este valor no se usa mucho para la tecnología de los áridos en la construcción. 5.3 Los valores de absorción se utilizan para calcular el cambio de masa de un árido debido al agua absorbida en los poros dentro de las partículas constituyentes, comparados con la condición seca, cuando se considera que el árido ha estado en contacto con el agua el tiempo
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suficiente para satisfacer el máximo de su potencial de absorción. La norma de laboratorio para la absorción es la capacidad de absorción después de sumergir los áridos secos por un periodo determinado de tiempo. Los áridos extraídos bajo el agua comúnmente tienen un mayor contenido de humedad que la absorción determinada por este método, si se usan sin que se les permita secar previamente. Al contrario, algunos áridos que no han sido mantenidos continuamente en condición húmeda hasta su uso, pueden contener menor cantidad de agua absorbida que los sumergidos por 24 horas. Para un árido que ha estado en contacto con agua y que tiene humedad libre sobre la superficie de las partículas, el porcentaje de humedad libre se determina restando la absorción del contenido de humedad total determinado por el Método de ensayo C 566 con respecto al material seco. 5.4 Los procedimientos generales descritos en este método de ensayo son adecuados para determinar la absorción de los áridos que han tenido otras condiciones diferentes a las de las 24 horas de inmersión, como saturación con agua hirviendo o por vacío. Los valores obtenidos para la absorción mediante otros métodos serán diferentes a los valores
obtenidos por el método de 24 horas de inmersión descrito, como la densidad (SSS) o la densidad relativa (gravedad específica) (SSS). 5.5 Los poros en los áridos livianos pueden no ser llenados necesariamente con agua después de la inmersión durante 24 horas. De hecho, muchos de esos áridos pueden permanecer inmersos en agua durante varios días sin satisfacer la mayor parte de su potencial de absorción. Por lo tanto, este método no está dirigido para ser usado con los áridos livianos. 6. Aparatos 6.1 Balanza - Una balanza o pesa con capacidad de 1 kg o más, con lecturas de 0,1 g o menos y con una precisión de 0,1% del material a ensayar en cualquier punto dentro del rango de uso para este ensayo. Dentro de cualquier rango de 100 g del material a ensayar, la diferencia entre lecturas deberá tener una precisión de 0,1 g. 6.2 Picnómetro (para usar con el procedimiento gravimétrico) Un matraz o cualquier otro recipiente adecuado en el que pueda introducirse fácilmente la muestra de árido fino y en el que el contenido del volumen pueda ser
medido con una precisión de ± 0,1 cm3. El volumen del matraz lleno hasta la marca debe ser
al menos 50% mayor que la capacidad requerida para acomodar la muestra de ensayo. El volumen del matraz de 500 cm3 de capacidad o un frasco provisto con un picnómetro en la parte superior, es adecuado para una muestra de ensayo de 500 g para la mayoría de los áridos finos.
6.3 Matraz (para usar con el procedimiento volumétrico) - El matraz de Le Chatelier, descrito en el Método de ensayo C 188 es adecuado para una muestra de ensayo de aproximadamente 55 g. 6.4 Molde y pisón para el ensayo de humedad superficial - Un molde metálico en forma de tronco cónico, con las siguientes dimensiones: 40 ± 3 mm de diámetro interior en la parte superior, 90 ± 3 mm de diámetro interior en la parte inferior, y 75 ± 3 mm de altura, con el metal de un espesor mínimo de 0,8 mm. Un pisón metálico, de 340 ± 15 g, con una cabeza circular plana de 25 ± 3 mm de diámetro.
7. Muestreo
7.1 Muestree el agregado de acuerdo con la Práctica D 75.
7.2 Mezcle completamente la muestra de agregado y redúzcalo a la cantidad aproximada
necesaria usando los procedimientos aplicables de la Práctica C 702. Rechace todo el material que pasa la malla de 4.75 mm (No. 4) por tamizado en seco y lavando completamente para remover el polvo y otros recubrimientos de la superficie. Si el agregado grueso contiene una cantidad
sustancial de material más fino que la malla de 4.75 mm (tal como para agregados de Tamaño No. 8 y 9 en la Clasificación D 448), use la malla de 2.36 mm (No. 8) en lugar de la malla de 4.75 mm. Alternativamente, separe el material más fino que la malla de 4.75 mm y ensaye el material fino de acuerdo con el Método de Ensayo C 128
Nota 1 – Si los agregados menores de 4.75 mm (No. 4) son usados en la muestra, verifique para asegurar que el tamaño de las aberturas en el contenedor de la muestra, es menor que el agregado de tamaño mínimo.
7.3 La masa mínima de la muestra de ensayo a ser usada esta dada a continuación. Es permitido ensayar el agregado grueso en algunas fracciones de tamaño. Si la muestra contiene más del 15 % retenido en la malla de 37.5 mm (1 ½ pulg), ensaye el material mas grande que 37.5 mm en una o más fracciones de tamaño separadamente del menor tamaño de fracción. Cuando un agregado es ensayado en fracciones de tamaños separados, la masa mínima de la muestra de ensayo para cada fracción deberá ser la diferencia entre la masa prescritas para el tamaño máximo y mínimo de la fracción.
7.4 Si la muestra es ensayada en dos o más tamaños de fracción, determine la graduación de la muestra de acuerdo con el Método de Ensayo C 136, incluyendo las mallas usadas para separar el tamaño de la fracción para la determinación en este método. En el cálculo de porcentaje de
material de cada tamaño de fracción, ignore la cantidad de material más fino que la malla de 4.75 mm (No. 4) (ó malla de 2.36 mm (No. 8) cuando esta malla es usada de acuerdo con 7.2.
Nota 2 – Cuando ensaye agregado grueso de tamaño máximo nominal grande se requerirán muestras de ensayo grandes, esto puede ser más conveniente para ejecutar el ensayo en dos o más submuestras, y los valores obtenidos por cálculos combinados descritos en la Sección 9.
8. Procedimiento
8.1 Seque la muestra de ensayo a masa constante a una temperatura de 110 5º C, enfriar al aire a temperatura del cuarto por 1 a 3 horas para muestras de ensayo de 37.5 mm (1 ½ pulg.) de tamaño máximo nominal, o más tiempo para tamaños mayores hasta que el agregado se haya enfriado a una temperatura que sea manejable (aproximadamente 50º C). Posteriormente sumerja el agregado en agua a la temperatura del cuarto por un periodo de 24 4 h.
8.2 Donde los valores de la absorción y la densidad relativa (gravedad especifica) son usados en proporcionar mezclas de concreto en la cual los agregados se encuentran en su condición de humedad natural, el requisito de 8.1 para secado inicial es opcional y si la superficie de las particulas en la muestra se ha conservado continuamente húmedas antes de ser ensayadas, el requisito en 8.1 para 24 4 h de saturación es también opcional.
Nota 3 – Valores para absorción y densidad relativa (gravedad especifica) (SSS) puede ser significativamente mayor para agregados no secados al horno antes de la inmersión que para los mismos agregados tratados de acuerdo con 8.1. Esto es especialmente cierto para particulas mayores de 75 mm puesto que el agua no es capaz de penetrar los poros hasta el centro de la partícula en el prescrito período de inmersión.
8.3 Remueva la muestra de ensayo del agua y enróllela en un paño o franela absorbente hasta que toda la película visible de agua sea removida. Seque las particulas grandes individualmente. Una corriente de aire es permitida para ayudar en la operación de secado. Tenga cuidado para evitar la evaporación de agua de los poros del agregado durante la operación de secado superficial. Determine la masa de la muestra de ensayo en la condición saturado superficialmente seco. Registre esta y las subsecuentes masas con una precisión de 0.5 g o 0.05 % de la masa de la muestra, la que sea mayor.
8.4 Después de determinar la masa al aire, inmediatamente coloque la muestra de ensayo saturada superficialmente seca en el contenedor de muestra y determine su masa aparente en agua a 23 2.0o C. Tenga cuidado de eliminar todo el aire atrapado antes de pesar, agitando el recipiente mientras es sumergido.
Nota 4 – La diferencia entre la masa al aire y la masa cuando la muestra es sumergida en agua igual a la masa de agua desplazada por la muestra.
Nota 5 – El contenedor puede ser inmerso a una profundidad suficiente para cubrirlo y la muestra de ensayo, determinando la masa aparente en agua. El alambre del cual se suspende el
contenedor debe ser del tamaño más pequeño posible para minimizar cualquier efecto posible de una longitud de inmersión variable.
8.5 Seque la muestra de ensayo a masa constante a una temperatura de 110 5º C, enfriar al aire a la temperatura del cuarto durante 1 a 3 h, o hasta que el agregado haya enfriado a una
9. Cálculos
9.1 Densidad Relativa (Gravedad Especifica):
9.1.1 Densidad Relativa (Gravedad Especifica) (SH)—Calcule la densidad relativa (gravedad especifica) en la base de agregado secada al horno como sigue:
Densidad Relativa (gravedad especifica) (SH) = A / (B – C) (1) Donde:
A = masa al aire de la muestra seca al horno, g
B = masa al aire de la muestra saturada superficialmente seca, g C = masa aparente de la muestra saturada en agua, g
9.1.2 Densidad Relativa (Gravedad Especifica) (SSS) – calcule la densidad relativa (gravedad especifica) en la base de agregado saturado superficialmente seco, así:
Densidad Relativa (gravedad especifica) (SSS) = B / (B – C) (2)
9.1.3 Densidad Relativa Aparente (Gravedad Especifica Aparente) – Calcule la densidad relativa aparente (gravedad especifica aparente) como sigue.
Densidad Relativa Aparente (gravedad especifica aparente) = A / (A – C) (3) 9.2 Densidad:
9.2.1 Densidad (SH) – Calcule la densidad en la base de agregado secado al horno Densidad (SH), Kg./m3 , = 997.5 A / (B – C) (4)
Densidad (SH), Lb/pie3, = 62.27 A/ (B – C) (5)
Nota 6 – Los valores constantes usados en los cálculos en 9.2.1 – 9.2.3 (997.5 Kg/m3 y 62.27 lb/pie3) es la densidad del agua a 23º C.
9.2.2 Densidad (SSS) – Calcule la densidad en la base de agregado saturado superficialmente seco como sigue:
Densidad (SSS), Kg./m3, = 997.5 B/ (B – C) (6) Densidad (SSS), lb/pie3 , = 62.27 B/ (B – C) (7)
9.2.3 Densidad Aparente – Calcule la densidad aparente como sigue: Densidad aparente, Kg./m3 = 997.5 A / (A – C) (8)
Densidad aparente, lb/pie3 = 62.27 A / (A – C) (9)
9.3 Valores promedio de densidad y densidad relativa (Gravedad especifica)—Cuando la muestra es ensayada en fracciones separadas, calcule el valor promedio para densidad o densidad relativa (gravedad especifica) del tamaño de la fracción calculada de acuerdo con 9.1 o 9.2 usando la siguiente ecuación:
1
G = --- P1 + P2 + Pn
100G1 100G2 100Gn Donde:
G = densidad promedio o densidad relativa (gravedad especifica). Todas las formas de expresión de densidad o densidad relativa (gravedad especifica) pueden ser promediadas en esta forma. G1, G2 … Gn = promedio de densidad o densidad relativa (gravedad especifica) valores para cada fracción dependiendo del tipo de densidad o densidad relativa (gravedad especifica) siendo
promediada.
P1 P2 …Pn = porcentajes de masa de cada fracción presente en la muestra original (no incluye materiales finos – ver 7.4)
9.4 Absorción -- calcule el porcentaje de absorción como sigue: Absorción, % = (B – A )/ A x 100 (11)
Nota 7 -- Algunas autoridades recomiendan usar la densidad del agua a 4º C (1000 Kg/m3 o 1.000 Mg/m3 o 62.43 lb/pie3 para ser mas precisos.
9.5 Valor de Absorción promedio – cuando la muestra es ensayada en fracciones separadas por tamaño, el valor promedio de absorción es el valor promedio de las absorciones calculadas según 9.4, ponderados en la proporción de los porcentajes de masa de cada fracción presente en la muestra original (no incluye material fino – ver 7.4) como sigue:
A = (P1 A1 /100) + (P2 A2 /100) + …. (Pn An /100) (12) Donde:
A = absorción promedia, %
A1 A2 An = porcentajes de absorción para cada fracción por tamaño
P1 P2 Pn = porcentaje en masa de cada fracción por tamaño presente en la muestra original 10. Reporte
10.1 Reporte los resultados de densidad con precisión de 10 Kg/m3 o 0.5 lb/pie3, densidad relativa (gravedad especifica) resultados al más cercano 0.01 e indicar la base para la densidad o densidad relativa (gravedad especifica) como (SH), (SSS), o aparente.
10.2 Reporte los resultados de la absorción al cercano 0.1 %
10.3 Si los valores de densidad, densidad relativa (gravedad especifica) y absorción fueron determinados sin secar previamente el agregado, como se permite en 8.2, anote tal acción en el informe.
11. Precisión y Tendencia
11.1 Las estimaciones en la precisión de este método de prueba listados en la Tabla 1 están basadas en resultados de la AASHTO Programa de Muestras de Referencia en el Laboratorio de Materiales de Referencia, con ensayos conducidos por este método y AASHTO Método T 85. La diferencia significativa entre los métodos es que el Método c 127 requiere un periodo de saturación de 24 4 h, y el método de prueba T 85 requiere un periodo de saturación de 15 h mínimo. Se ha encontrado que estas diferencias tienen un efecto insignificante en los índices de precisión. La información esta basada en el análisis de mas de 100 resultados de 40 a 100 laboratorios. La precisión estimada para densidad fue calculada de valores determinados para densidad relativa (gravedad especifica), usando la densidad del agua a 23o C para la conversión.
11.2 Tendencia – Como no hay material de referencia aceptado para determinar la tendencia por el procedimiento en este método de ensayo, ninguna declaración de tendencia es hecha.
12. Palabras Clave
12.1 absorción; agregado; densidad aparente; densidad relativa aparente; agregado grueso; densidad; densidad relativa; gravedad especifica.
RESUMEN
Este método cubre la determinación de la densidad media de una cantidad de partículas de agregado fino (no incluye el volumen de vacíos entre partículas), la densidad relativa, (gravedad especifica), y la absorción del agregado fino. Dependiendo del procedimiento usado, la densidad en (kg/m 3 ) ó (lb/pie 3 ) es expresada como secada al horno (OD), saturada superficialmente seca (SSD) o densidad aparente, igualmente la densidad relativa (gravedad específica).
La densidad relativa (gravedad específica) es una característica generalmente utilizada para el cálculo del volumen ocupado por el agregado en varias mezclas incluido concreto con
cemento portland, concreto bituminoso y otro tipos de mezclas cuyas proporciones son analizadas en base a su volumen absoluto.
Resumen del 127
UNIVERSIDAD TÉCNIC A P ARTICUL AR DE L OJ A
SECCIÓN Nº 9
DENSID AD , DENSID AD R EL AT IV A (GR A VED AD ESPECÍFIC A ) Y A B SORC IÓN DE AG REG ADO GRUESO.
(R ESU MEN AST M C 127) 1. A L CA NCE.
Es te método de prueba cubre la determinación de la dens idad media de una c antidad de partículas de agregado grueso (no incluye el v olumen de v acíos entre partículas), la densidad relativa (gravedad específic a) y la absorc ión del 3
3
(lb/pie ) se ex presa como s eca al horno (OD), saturada superficialmente seca (SSD) o como densidad aparente, igualme nte la densidad relativa (gravedad especifica).
Es te método de ensayo no puede s
er usado para agregados de peso ligero y la
muestra debe ser sumergida en el agua por el lapso de 24 ± 4 h, para lograr la s aturación de los poros del agregado.
2. EQUIPO.
§ B al an z a. Con una s ens ibilidad de 0.05% de la masa de la muestra en c ualquier punto de su rango de uso, ó 0.5 gr, el que s ea mayor.
§ Can as t i l l a d e s u s p en s i ó n . Formada por una malla
de alambre de 3,35mm (No. 6) o una malla más fina o
