La densidad del agregado se refiere a la medida de masa por unidad de volumen de material granular como piedra triturada, arena o grava. La densidad es una consideración crucial en la industria de la construcción al calcular la cantidad necesaria para proyectos particulares y determinar la resistencia y durabilidad de la mezcla. Sin embargo, existen muchas medidas de densidad.
Dos cálculos de densidad son particularmente útiles para los profesionales de la construcción, ya que consideran las propiedades de ciertos tipos de agregados y cómo estos influirán en su proyecto específico: la densidad aparente y la densidad relativa. Cada uno calcula una medición de densidad distinta aunque relacionada y ambos son útiles en aplicaciones específicas.
Mediciones de densidad para agregados
Existen dos medidas principales para calcular la densidad de los áridos para los profesionales de la construcción: la densidad aparente y la densidad relativa.
1. Densidad aparente
La densidad aparente, también conocida como densidad aparente, calcula la masa del material agregado por unidad de volumen. La medición de la densidad aparente incluye las partículas y también los espacios vacíos entre ellas. Esta medida se expresa en kilogramos por metro cúbico (kg/m³) o libras por pie cúbico (lb/ft³).
Los constructores utilizan la medición de la densidad aparente para calcular la cantidad de material agregado que necesitan para un trabajo determinado, como mezclar concreto o asfalto o llenar espacios vacíos. La densidad aparente de un agregado particular brinda a los profesionales de la construcción una idea de su trabajabilidad, resistencia y durabilidad.
2. Densidad relativa
La densidad relativa, o gravedad específica del material agregado, mide la relación entre la densidad del material en comparación con la densidad del agua a una determinada temperatura y presión. La medición calcula cuánto volumen desplazará el material cuando se coloque en agua. El cálculo de la densidad relativa se expresa como un número sin unidades.
El agua tiene una densidad relativa de 1. Los agregados tienen una densidad relativa mayor que el agua. El rango de densidades relativas agregadas suele estar entre 2,0 y 2,9. Los profesionales de la industria prueban la densidad relativa de los agregados utilizando una base seca en horno o una base seca de superficie saturada, dependiendo de la aplicación para la que se utiliza el agregado.
Las mediciones de densidad relativa son útiles para considerar tanto la densidad de una sustancia como su porosidad. Los agregados más porosos tienen más espacios vacíos que el agua llenará. Estos agregados ocupan menos espacio en el agua que los agregados menos porosos. La absorción es una consideración crucial en los agregados cuando se usan en mezclas de concreto. Los agregados con altas tasas de absorción pueden afectar la trabajabilidad, resistencia y durabilidad de la mezcla debido a su mayor necesidad de agua.
Proyectos que requieren mediciones de densidad
Los profesionales de la construcción utilizan mediciones de densidad relativa y aparente en diversas circunstancias y proyectos, dependiendo de las aplicaciones específicas.
Mezclas de concreto: los cálculos de densidad aparente y densidad relativa son cruciales para mezclar concreto. Los constructores utilizan la densidad aparente de los tipos de agregados para determinar la cantidad de agregado, arena y cemento que necesitan para lograr la resistencia y trabajabilidad deseadas de las mezclas de concreto. Las mediciones de densidad relativa ayudan a los constructores a evaluar la porosidad y compacidad de los agregados, lo que afecta la proporción de agua en la mezcla. Mezclas asfálticas: la densidad aparente es la medida más importante de los agregados en el asfalto para predecir su resistencia y longevidad. Las mezclas asfálticas combinan agregados con betún. El agua no es un componente de la mezcla asfáltica, por lo que una medición de la densidad relativa no es tan útil como una medición de la densidad aparente. Capacidad de carga: la densidad aparente de agregados particulares afecta la capacidad de carga de las capas del suelo en ingeniería geotécnica. El cálculo de la densidad aparente ayuda a evaluar la compactación y estabilidad del suelo para diversos proyectos. Evaluaciones de calidad agregada: la densidad relativa es útil para evaluar la calidad de un material agregado en particular para ciertos trabajos. Los agregados que son menos porosos y tienen una mayor densidad en comparación con el agua son mejores para proyectos de construcción pesados, como diseños estructurales o de carga. Los agregados livianos suelen ser más porosos, pero funcionan bien para diseños donde existen requisitos estrictos de peso.
Rangos de densidad relativa y aparente para tipos de agregados
| Tipo agregado | Tamaño de partícula | Densidad relativa | Densidad a Granel |
| Agregado fino | ≤ 4,75 mm | 2.4-2.9 | 1.400 a 1.800 kg/m³ (87 a 112 lb/pie³) |
| Agregado Medio | 4,75 mm-19 mm | 2.4-2.9 | 1.400 a 1.800 kg/m³ (87 a 112 lb/pie³) |
| Agregado grueso | 4,75 mm-37,5 mm | 2.4-2.9 | 1.350 a 1.650 kg/m³ (84 a 103 lb/pie³) |
| Agregado ligero | 4,75 mm-37,5 mm | 0,9-2,2 | 800 a 1400 kg/m³ (50 a 87 lb/pie³) |
| Agregado pesado | 4,75 mm-37,5 mm | 2,5-4,0 | 2500 a 4000 kg/m³ (156 a 250 lb/pie³) |
Optimización de la densidad de mezclas de agregados
Optimizar la mezcla de un grupo de agregados es una forma de lograr la mayor densidad aparente manteniendo las características de rendimiento deseadas. Cuando los fabricantes hacen esto, permiten a los constructores mejorar la eficiencia del material, mejorar la resistencia y la durabilidad y disminuir la permeabilidad de la mezcla a elementos externos como el agua y otras sustancias.
Mezcla de agregados bien graduada: seleccionar una mezcla de agregados bien graduada que contenga una variedad de tamaños de partículas es vital para reducir los espacios vacíos y aumentar la densidad de la mezcla. Contenido de humedad adecuado: controlar la humedad en la mezcla de agregados permite a los constructores aumentar la densidad de los agregados, ya que la humedad excesiva conduce a una menor densidad por unidad de volumen. Forma y textura del agregado: los gránulos angulares o de textura rugosa se adhieren entre sí y mejoran la compacidad general mejor que las partículas redondas y de textura suave. Tipo de material agregado: ciertos tipos de agregados son más densos que otros y son deseables por su resistencia y durabilidad, aunque los agregados livianos son útiles en aplicaciones específicas. Vibración y compactación: la aplicación de vibración o compactación mecánica ayuda a reducir los huecos de aire en una mezcla de agregados y aumenta la densidad aparente.
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