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PRACTICA N° 12

PRINCIPIO DE ARQUIMIDES

I. RESUMEN

II. OBJETIVOS

2.1 Determinar las características físicas como la absorción de agua, densidad de

masa, porosidad aparente y gravedad especifica aparente de una muestra de mortero a

diferentes relaciones de puzolanidad

2.2 Comparar el comportamiento físico del agua, densidad, porosidad aparente y

gravedad especifica aparente de una muestra de mortero a diferentes relaciones de

puzolana.

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

3.1 CEMENTOS PORTLAND.

El cemento Portland es un producto comercial de fácil adquisición el cual se mezcla

con agua, ya sea sólo o en combinación con arena, piedra u otros materiales

similares, tiene la propiedad de combinarse lentamente con el agua asta formar una

masa endurecida. Esencialmente es un clin!er finamente pulverizado, producido por

la cocción a elevadas temperaturas, de mezclas que contiene cal, al"mina, fierro y

sílice en proporciones, previamente establecidas, para lograr las propiedades

deseadas.

Fig 3.1 Cemen!" P!#$%n& P%'%"m%(!F)ene* C%%$!g! P%'%"m%(! 2++,



3.2 PESO SATURADO

Es el peso del material "medo cuando está saturado. #e retira del agua $de la

balanza idrostática%, se le pasa un pa&o "medo y se pesa en la báscula. Con esto,

el peso seco y el peso idrostático se pueden conseguir la densidad relativa y el

índice de porosidad.

3.3 PESO SECO

Es el peso que queda de un material luego de ser introducido a un orno, donde se

e'trae toda el agua posible a trav(s de un calentamiento eco en condiciones de

laboratorio.

3.- ARQUMEDES /S. III A.C.0

)ue el primero en darse cuenta de este empu*e y además calculó a cuánto equivalía

(ste, el principio de +rquímedes dice que cuando un cuerpo se encuentra sumergido

en un fluido e'perimenta una fuerza acia arriba, llamada empu*e.

Calculemos el peso del fluido desalo*ado, (ste será igual a la masa desalo*ada

multiplicada por la aceleración de la gravedad y a su vez esta masa será igual al

volumen de fluido desalo*ado

E Pe"! &e"%$!%&! M%"% &e"%$!%&% g D &e$ 4$)i&! ")me#gi&! V ")me#gi&! g

3 .5. DENSIDAD RELATIVA

a densidad relativa de un material es la relación entre la masa y el volumen que

ocupa dico material, descontando el volumen de su porosidad. -o tiene unidades.

6# 6 7 6%89 6# m 7 V#

Donde

/r 0 Densidad relativa

/ 0 Densidad del material

/ab 0 Densidad de referencia o absoluta

m 0 masa

1r 0 1olumen relativo.

3.: DENSIDAD ABSOLUTA

Es la magnitud que e'presa la relación entre la masa y el volumen real de un

material. #u unidad es !ilogramo por metro c"bico $!g2m3% o tambi(n g2cm3.

6%8 m 7 V.Re%$



3.; DENSIDAD APARENTE

a densidad aparente de un material es la relación entre la masa y el volumen que

ocupa dico material, sin descontar el volumen que ocupan sus poros. Es una

magnitud que se aplica a los materiales porosos, los cuales son eterog(neos y

poseen espacios interiores conteniendo aire. En el caso de un material mezclado conaire se tiene4

6%< m%< 7 V%< /mR = m%i#e0 7 /VR = V%i#e0

Donde

/ap 0 Densidad aparente

map 0 5asa aparente

1ap 0 1olumen aparente

m6 0 5asa real

16 0 1olumen real

3., NDICE DE POROSIDAD

Es el índice de uecos, índice de poros o

relación de vacíos. Es la relación

volum(trica de uecos respecto a la

parte sólida. Es la diferencia entre el

peso saturado y el peso seco, dividido

entre el peso idrostático. #e muestra

como un porcenta*e.

P > 7 V%<

Fig.2 V!$)men #e%$ ( #e$%i?!F)ene* F@"i'% $% g)@% 2+++.'!m

Dónde4 c 0 1olumen de uecos cerrados o inaccesibles

a 0 1olumen de uecos accesibles

t 0 1olumen de uecos totales

1ap 01olumen aparente $envolvente del p(treo%16 01olumen real $parte sólida%

1r 01olumen relativo $parte sólida más uecos cerrados%

Dap 0 Densidad aparente

D6 0 Densidad real $parte sólida%

Dr 0Densidad relativa $parte sólida más uecos cerrados%



3. EL PRINCIPIO DE ARQUMEDES

Es un principio físico que afirma que4 78n cuerpo total o parcialmente sumergido

en un fluido en reposo, recibe un empu*e de aba*o acia arriba igual al peso del

volumen del fluido que desalo*a9. Esta fuerza: recibe el nombre de empu*e

idrostático o de +rquímedes, y se mide en -e;ton $en el #<8%. El principio de+rquímedes se formula así4

E m.g &4.g.V

Donde E es el empu*e, /f es la densidad del fluido, 1 el 7volumen de fluido

desplazado9 por alg"n cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la

aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empu*e depende de la

densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad e'istente en ese lugar.

El empu*e $en condiciones normales y descritas de modo simplificado% act"a

verticalmente acia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido

desalo*ado por el cuerpo este punto recibe el nombre de centro de carena.

IV. EQUIPOS MATERIALES E INSTRUMENTOS

5.1 Equipos

=>alanza analítica de capacidad de 3? !g. Con precisión de ?.???: gr.

=Cámara digital.

=@orno secado, termostáticamente, capaz de mantener una temperatura de ::? A2=BC

5.2 5ateriales

=8n metro de franela

=+gua

=8n balde de ? lts. de capacidad

=Esp(cimen de mortero de cemento cubicas de ? ? ? mm.

5.3 <nstrumento

=Canastilla de alambre

=#istema suspensión cuando se sumerge en agua de la muestra.



V. PROCEDIMIENTO EPERIMENTAL

=Escoger los especímenes de mortero de

cemento, seguidamente sumergirlos en agua

potable durante F minutos.

=uego del tiempo estipulado secamos lasmuestras ligeramente con un pa&o de algodón

para remover el agua en e'ceso de la superficie

de la muestra y determinar la masa de muestra

saturada en agua.

Fig.3 F)ene* L%8!#%!#i! &e'e#mi'!" Ing. M%e#i%$e"

=Es decir obtener G5H. uego pesamos lamuestra cuando se encuentra suspendida en

agua, obteniendo así la masa G#H, empleando un

dispositivo de densidad basado en el principio de

+rquímedes.

=Por ultimo llevamos a secar la muestra a la

estufa a ::?BC A2= BC durante un tiempo de F

oras, luego de*amos enfriar asta temperatura

ambiente despu(s pesamos para determinar la

mesa seca.

Fig.- Se'%&! en e$ >!#n!F)ene* L%8. &e 'e#mi'!Ing.M%e#i%$e"

VI. RESULTADOS



os datos obtenidos en el ensayo son los mostrados a continuación4

Porcenta*e

de puzolana

$I%

Código$5%Peso saturado

$gr.%

$#%Peso

suspendido$gr.%Peso seco $gr.%

0 A

0 B

10 A

10 B

20 A

20 B

30 A

30 B

)ormulas4

V: Volumen global o bulkV =

( M −S) ρ H 2O

Vpa: Volumen de poros abiertosV pa=¿

( M − D) ρ H 2O

Vpi: Volumen de porciones

impermeables V pi=

( D−S ) ρ

H 2

O

A: Absorción de agua A={[ M − D

D ]} x 100T: Gravedad especifica aparente T = D /( D−S)

B: ensidad global o bulk B= D /V

!: !orosidad aparente P={[

M − D

V ]} x100



uego de acer los cálculos necesarios y reemplazar los datos en las diferentes fórmulas

antes mencionadas en las definiciones obtendremos los siguientes resultados.

1olumenglobal$cm3%

1olumen

porosabiertos$cm3

%

1olumen de

porosimpermeables

Porosidad

aparente$gr2cm3%

+bsorción

de agua$I%

Jravedadespecifica

Densida

d global$gr2cm3%

Jráfica4 +bsorción y de la Porosidad de las probetas cubicas

0

2

4

6

8

10

12

P!#'en%e &e %&i'i!n &e P)!$%n% / 0

VII. DISCUSION DE RESULTADOS

VIII. CONCLUSIONES G RECOMENDACIONES

I. BIBLIOHRAFIA

. ANEO

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