Abultamiento de la arena – Causa, pruebas e importancia

El abultamiento de los áridos finos o de la arena es el fenómeno de aumento del volumen de la arena debido al aumento del contenido de humedad. El ensayo de abultamiento de los áridos finos debe realizarse antes de utilizarlos en la construcción.

Este artículo describe el procedimiento y la importancia de determinar el abultamiento de los áridos finos.

Causas del abultamiento de la arena

El contenido de humedad en la arena crea películas finas alrededor de las partículas de arena. Por lo tanto, cada partícula ejerce presión. Así, se alejan unas de otras provocando un aumento de volumen. El abultamiento de los agregados depende de dos factores:

1. La finura de los agregados
2. El porcentaje de contenido de humedad

Como se muestra en la figura 1, el abultamiento de la arena aumenta con el incremento del contenido de humedad. Esto sucede hasta un límite más allá del cual cualquier adición de humedad disminuirá el volumen.

Un agregado fino completamente saturado no muestra ningún abultamiento. La tasa de abultamiento es inversamente proporcional al tamaño de los áridos. Por lo tanto, los agregados finos se abultan más en comparación con los agregados gruesos.

Determinación del abultamiento de la arena

A continuación se describe el aparato y el procedimiento para determinar el porcentaje de abultamiento de los agregados finos.

Prueba de laboratorio para determinar el abultamiento de la arena

Aparato

1. Cilindro de medición de 250 ml
2. Balanza
3. Agregado fino

Procedimiento

1. Tomar 500 gramos de agregado fino sobre secado a una temperatura de 100 a 110 grados Celsius durante 24 ± 0,5 horas. Este peso se mide como W1
2. Se toma la arena enfriada en un recipiente hermético. Este peso se mide como W2.
3. El contenido de agua de la muestra se calcula como

Wc = (W1-W2)x 100/W1 Ec. 1

1. En una cacerola se toman 250 gramos de arena
2. A esta se le añade un 2% en peso de agua. Se mezcla bien
3. La mezcla se vierte en una probeta de 250 ml. Se consolida agitando
4. Se nivela la superficie. La lectura se mide como Y1.
5. Se repite la prueba para la cantidad restante de arena para un 2% de agua en peso cada vez. Las lecturas se toman como Y2, Y3…..etc hasta que se observe una lectura decreciente del volumen.
6. Después de este nivel, se añade un 4% de agua y se continúa la prueba hasta que la muestra se sature completamente.
7. A la muestra estándar en la probeta, se añaden unos 50 ml de mineral de agua y se agita bien la muestra.
8. (xi) Anotar el nivel de la superficie de la arena inundada (Y ml).

Cálculos

Porcentaje de abultamiento de la arena = (Y1-Y)x100/Y

Resultados

Se traza un gráfico con el porcentaje de contenido de agua en el eje X y el porcentaje de abultamiento en el eje Y. Del gráfico se obtienen los siguientes resultados:

1. % de abultamiento ocurrido =
2. % de contenido de agua al máximo abultamiento=
3. % de contenido de agua cuando el abultamiento es cero=
4. % de abultamiento para el contenido inicial de agua (W) de la muestra =

Prueba de campo para el abultamiento de la arena

La prueba de campo determina el ajuste necesario para el abultamiento. El ensayo determina el ajuste necesario para el abultamiento de los áridos finos

Aparato

1. Cilindro de medición de 250 ml
2. Árido fino

Procedimiento

1. Verter la arena en un cilindro de medición de 250 ml hasta la marca de 200 ml.
2. Llenar la probeta con agua y remover bien (se debe verter suficiente agua para sumergir la arena completamente y se puede observar que la superficie de la arena está ahora por debajo de su nivel original)
3. Tomar la lectura en la superficie de la arena (Y ml)

Cálculos

Porcentaje de abultamiento de la arena = x100

Resultado

Porcentaje de abultamiento de la muestra de campo=

Importancia de la determinación del porcentaje de abultamiento

El volumen irreal es mostrado por el agregado fino debido al abultamiento. Cuando se va a realizar la dosificación del hormigón, los problemas de abultamiento de la arena son una preocupación. Si el efecto del abultamiento no se estudia adecuadamente, el hormigón diseñado tendrá una cantidad insuficiente de arena que dará lugar a una mezcla dura. El abultamiento de la arena afectará al rendimiento del hormigón para un determinado contenido de cemento.