En esta guía se aborda el concepto de densidad (peso volumétrico) a través de ejemplos muy simples. La manera en la que se comporta en los agregados, que factores generan variaciones, el método de ensayo y un ejercicio de ejemplo. Tus comentarios y sugerencias son bienvenidos.

1. GUÍAS CORTAS PARA LOS ESTUDIANTES
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
DENSIDAD DE LOS AGREGADOS
(PESOS VOLUMÉTRICOS)
 Definición
 Importancia
 Tipos de Volúmenes
 Tipos de Huecos
 Ejemplos
Elaborado por:
Ing. Axel Francisco Martínez Nieto

2. Guías cortas para los estudiantes – Materiales de Construcción
Cada una de estas guías está dirigida a estudiantes de Ingeniería Civil, Arquitectura o a toda persona
con nociones básicas de las características sobre los materiales utilizados en la construcción. La idea
de escribir estas guías no es sustituir, sino complementar las lecciones del salón de clases y los
conceptos que abordan los libros de texto por lo que no se apegan a ninguna norma de escritura en
específico. Se trata de describir los conceptos y/o procedimientos paso a paso y de manera breve,
para que pueda comprenderse de la mejor manera y luego aplicarse en ejercicios e informes. Espero
sea de agrado y utilidad para todas las personas que accedan a ellas.
Axel Francisco Martínez Nieto
Observaciones:
 En estas guías se omite el uso de expresiones como: los y las, lxs, l@s, etc. Esto se hace para la
practicidad y brevedad de las mismas sin que esto represente prejuicios hacia la equidad de género.
 Estas guías no tienen ningún carácter oficial ni representan la opinión de alguna institución en
particular. No sustituyen normas técnicas o reglamentos nacionales/regionales.
Las sugerencias y/o comentarios son bienvenidos. Para realizarlos, así como encontrar otras guías,
pueden visitar las siguientes plataformas:

3. Guías cortas para los estudiantes – Materiales de Construcción. Ing. Axel Francisco Martínez Nieto
3
Densidad de los Agregados
¿Qué es la densidad?, ¿Cuáles son los tipos de volúmenes?, ¿Puede variar en el agregado?, ¿Cómo se calcula?.
Definición
Del latín densĭtas, -ātis es una magnitud escalar que
consiste en la relación entre la masa de un cuerpo y el
volumen que ocupa. Según la Norma ASTM C125 – 15b
“Terminología estándar referente al concreto y los
agregados de Concreto”, la densidad del agregado es la
masa por unidad de volumen ocupado por el conjunto de
las partículas de agregados a granel, esto quiere decir, el
volumen de las partículas individuales (sólidos) y los
huecos entre ellas (vacíos).
En el Istmo Centroamericano, así como en otros países de
Latinoamérica también se le denomina Peso Volumétrico
o Peso Unitario aunque este último ha caído en franco
desuso. Sus unidades más utilizadas son los gr/cm3,
kg/m3, lbs/pie3, etc.
Es importante separar este concepto del de Densidad
Relativa, este último (también conocido como Gravedad
Especifica) es la relación de la densidad de un agregado
entre una densidad de referencia. Este concepto se
abordará con más profundidad en guías posteriores.
Entendiendo la densidad
Antes de observarlo en agregados, se abordará un
ejemplo muy obvio, pero a la vez muy simple para
entender bien el concepto de densidad.
Fig. 1. Ejemplo de Densidad. Izq: Cubeta de Mercurio (Hg) de
5 lts de capacidad y 69.70 kg de peso | Der: Cubeta de Agua de
10 lts de capacidad y 10 kg de peso.
Se tienen dos recipientes, uno de diez litros lleno de agua
y el otro de cinco litros lleno de mercurio. Al pesar cada
uno se logra observar que el del agua aunque es dos
veces más grande no pesa ni la mitad que el de mercurio.
¿A qué se debe?
En condiciones ideales el agua posee una densidad 1000
kg/m3
, el mercurio en cambio, posee una densidad de
13,579.04 kg/m3
. Es decir que el recipiente con capacidad
de diez litros (0.01 m3
) pesa diez kilogramos para el agua
y el de cinco litros de mercurio (0.005 m3
) pesa 67.90
kilogramos respectivamente. En conclusión, el mercurio es
más denso que el agua por lo que a pesar de ocupar el
mismo volumen, pesa casi catorce veces más.
Fig. 2. Densidad en el cuerpo. Nótese como 1 kg de tejido
adiposo (izq.) ocupa alrededor de 1.5 veces más espacio que 1
kg de tejido muscular (der).
La densidad en los agregados
Tipos de Huecos
Como menciona la definición de densidad presente en la
Norma ASTM C125 – 15 b, los materiales pueden
presentar dos tipos diferentes de volumen, para ello es
necesario considerar que este posee un contenido de
intersticios o huecos (ver Fig. 3). En dependencia de la
manera en la que estén situados en la muestra, puede ser
de dos tipos que son:
10 lts
H2O
5 lts
Hg
1 kg
Grasa
1 kg
Músculo

4. Guías cortas para los estudiantes – Materiales de Construcción. Ing. Axel Francisco Martínez Nieto
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 Huecos accesibles (𝒉 𝒂): Estos se subdividen en
comunicados e incomunicados. Los comunicados
son huecos con orificios de entrada en una cara de la
muestra y de salida ya sea en la misma o en otra cara
de la muestra. Los incomunicados por su parte, son
huecos con un solo orificio sin ningún tipo de salida.
 Huecos inaccesibles (𝒉𝒊): son huecos situados
dentro de la muestra pero que no se conectan con
otros huecos, ni con las paredes externas quedando
aislados dentro del material.
Tipos de Volúmenes
A partir de lo anterior, si consideramos que los materiales
están formados por una cantidad real de materia
(compacidad), y huecos que son llenados con el elemento
en el que se encuentran (porosidad), podemos concluir
que el volumen total (𝑽 𝑻) -también conocido como
aparente- consta de la suma de los dos tipos diferentes
de volúmenes.
El espacio que ocupan las partículas de agregado,
conocido como volumen de sólido (𝑽 𝑺) y la suma del
espacio que ocupa el aire conocido como volumen de
gas (𝑽 𝑮) y el que ocupa el agua conocido como volumen
de líquido (𝑽 𝑳). Esta suma es conocida como volumen
de vacíos (𝑽 𝑽) que también puede es la suma de los
huecos accesibles e inaccesibles.
Estos se expresan a través de las siguientes fórmulas:
𝑽 𝑇 = 𝑉𝑠 + 𝑉𝑉
Siendo el volumen de vacíos la suma del volumen de gas
y de líquido:
𝑽 𝑽 = 𝑉𝐺 + L
Nota: Las unidades de medida para volumen son las
unidades cúbicas (cm3
, litros, m3
, etc.).
Material
Sólido
Hueco Inaccesible
(hi)
Hueco Accesible Comunicado
(ha)
Hueco Accesible Incomunicado
(ha)
Fig. 3. Tipos de Huecos
Volumen
de
Líquido (VW )
Volumen
de
Gas (VG )
Volumen
de
Sólido (VS )
Volumen
de
Vacíos (VV )
Volumen
Total
(VT )
Fig. 4. Esquema de Tipos de Volúmenes

5. Guías cortas para los estudiantes – Materiales de Construcción. Ing. Axel Francisco Martínez Nieto
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Variaciones de densidad en el agregado
Como se podrá observar, el peso volumétrico dependerá
mucho del grado de porosidad que contenga el árido y
nunca podrá ser constante debido a que además también
variará según la humedad, el grado de compactación e
incluso una angulosidad pronunciada de sus partículas.
Variación por compactación
Al estar suelto el material las partículas poseen mayor
contenido de vacíos, la compactación ya sea por varillado,
vibración, sacudidas u otros métodos acomoda las
partículas de forma que los espacios vacíos son ocupados
por agregado en vez de aire aumentando así su densidad.
Fig. 5. Variación por compactación. Las partículas al inicio
poseen grandes espacios por su disposición (1). Luego son
empujadas hacia abajo por los golpes uniformes de la varilla lo
que las reacomoda (2). Esto genera una disposición más
uniforme y la reducción del volumen de vacíos aumentando la
densidad (3).
Variación por humedad
Al agrega agua a una muestra, si bien el agregado
mantiene un volumen de vacíos similar, la densidad del
agua es mayor que la del aire por lo tanto al haber más
líquidos la densidad total de la muestra aumenta.
Fig. 6. Variación por humedad. Si bien ambas muestras tienen
el mismo volumen total. La primera es mucho más ligera por
tener su volumen de vacíos ocupado por aire, en cambio la
segunda lo tiene ocupado por agua siendo está más densa.
Variación por angulosidad
Al aumentar la angulosidad del agregado, se dificulta el
acomodamiento uniforme de las partículas aumentando
los huecos inaccesibles, disminuyendo su compacidad y
por ende su densidad. Por ello se procura tener agregados
de forma uniforme.
Fig. 7. Variación por angulosidad. Como se puede observar en
la primer ilustración, la forma de las partículas de la es muy
accidentada generando un acomodamiento muy desuniforme y
aumento en el volumen de vacíos en contraste con la segunda,
de partículas más esféricas.
Obtención de la densidad aparente
Para conocer la densidad aparente de una muestra de
agregado se realiza el ensaye “Determinación de la
densidad aparente (masa unitaria) e índice de vacíos en
los agregados” (Norma ASTM C29 / C29M - 16). Consiste
1
3
2
21
21

6. Guías cortas para los estudiantes – Materiales de Construcción. Ing. Axel Francisco Martínez Nieto
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en determinar el peso volumétrico de una muestra de
material en estado seco ya sea en forma suelta (PVSS) por
método de paleo o compacta (PVSC) por método de
varillado o sacudidas según convenga. Para ello se utiliza
la siguiente fórmula:
𝑴 = ([
(𝐺 − 𝑇)
𝑉
])
o también
𝑴 = [(G − T) 𝐹]
Donde:
𝑀 = Densidad aparente de los agregados (kg/m3
)
𝐺 = Masa de los agregados más el recipiente (kg)
𝑇 = Masa del recipiente (kg)
𝑉 = Volumen del recipiente (m3
)
𝐹 = Factor para el recipiente (m-3
)
Procedimiento de Ensaye
La norma recomienda que el ensayo se realice para una
condición compactada utilizando un método de varillado
para un agregado de 37.5 mm (1 ½”) o menor y el proceso
de sacudidas para un agregado de tamaño nominal entre
los mayores a 37.5 mm (1 ½”) y menores a 125 mm (5”).
Solo se realizará el ensayo para condición suelta si así se
estipula usando el método de paleo. La muestra tiene que
haber sido reducida y estar en condición seca, los
recipientes deben estar calibrados.
a. Calibración del recipiente
La calibración es la obtención del volumen del recipiente
a partir de cuanto volumen de agua cabe en él a una
temperatura determinada. El recipiente debe ser calibrado
al menos una vez al año, el procedimiento para hacerlo es
el siguiente:
1. Determinar la masa del recipiente seco
2. Llenar el recipiente con agua al tiempo y cubrirlo con
la placa de vidrio verificando que no existan burbujas
o fugas de agua (si existen, retirarlas).
3. Retire la placa de vidrio
4. Determinar la masa de agua más el recipiente.
5. Medir la temperatura del agua al 0.5° C. más cercano
6. Obtener el peso del agua y de la Tabla 3 de la Norma
ASTM C29 obtener la densidad.
Temperatura (°C) Densidad (kg/m3
)
15.6 999.01
18.3 998.54
21.1 997.97
23.0 997.54
23.9 997.32
26.7 996.59
29.4 995.83
Tabla 1. Densidad del agua con respecto a su temperatura
b. Para varillado:
1. Determinar la masa del recipiente
2. Llenar el recipiente de agregado hasta llegar a un
tercio de su capacidad aproximadamente y nivele la
superficie usando los dedos.
3. Realizar 25 golpes firmes con la varilla de apisonado
(varilla de punta redondeada) procurando que la
varilla no toque el fondo del recipiente y
distribuyéndolos en toda la superficie.
4. Repetir el llenado, esta vez llegando a dos tercios de
capacidad y nivelar.
5. Realizar otros 25 golpes, esta vez evitando penetrar
en la primera capa y distribuyéndolos nuevamente.
6. Llenar el recipiente con agregado hasta que
sobrepase un poco la superficie
7. Varillar al igual que en la segunda capa
8. Nivelar la superficie con los dedos o un enrasador
hasta que quede a nivel con la superficie del
recipiente.
9. Determinar la masa del recipiente más el agregado
c. Para sacudidas:
1. Determinar la masa del recipiente
2. Llenar el recipiente de manera similar al proceso de
varillado.
3. Para compactar cada capa se situará el recipiente en
una superficie muy firme y estable (como un piso de
concreto)
4. Se levantará de un lado aproximadamente cinco
centímetros y posteriormente se dejará caer. Se
realizará lo mismo del otro lado hasta completar 50
caídas (25 veces de cada lado).
5. Nivelar la superficie con los dedos o un enrasador
hasta que quede a nivel con el tope del recipiente.
6. Determinar la masa del recipiente más el agregado
Nota: Todos los pesajes se registran al valor 0.05 kg más cercano.
El procedimiento es similar para agregados finos y gruesos. Para
verlo en detalle consultar la Norma ASTM C566 – 13 (inglés) o la
Norma ASTM C566 – 97 (04) (español).

7. Guías cortas para los estudiantes – Materiales de Construcción. Ing. Axel Francisco Martínez Nieto
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d. Para paleo (condición suelta):
1. Determinar la masa del recipiente
2. Llenar el recipiente por completo utilizando una pala
o cucharón; Deje caer el agregado desde una altura
de unos 5 cm por encima del tope del recipiente
evitando que el agregado se segregue.
3. Una vez lleno, nivelar la superficie con los dedos o un
enrasador hasta que quede a nivel con el tope del
recipiente.
Ejemplo
Determine el factor de calibración del recipiente y
posteriormente el peso volumétrico de la siguiente
muestra de agregado utilizando el método por varillado.
a. Calibración del recipiente
Datos de Calibración
Recipiente N.° N-31
Peso del Recipiente (kg) 4.95
Peso del Recipiente + Agua (kg) 14.25
Temperatura del Agua (° C) 26.7
Primero se obtiene la masa del agua, restando el peso del
recipiente y el agua menos el peso del recipiente
solamente:
14.25 𝑘𝑔 − 4.95 𝑘𝑔 = 9.30 𝑘𝑔
Luego por interpolación se obtiene el valor de la densidad
del agua para 26° C que es de 996.773 kg/m3
usando los
valores de la Tabla 1.
Sabiendo que la densidad es la masa entre el volumen, se
despeja este último y se calcula:
𝛾 𝑊 =
𝑚 𝑊
𝑣 𝑊
→ 𝑉 𝑊 =
𝑚 𝑊
𝛾 𝑊
𝑉 𝑊 =
9.30 𝑘𝑔
996.773 𝑚3
𝑉 𝑊 = 0.00933
𝑘𝑔
𝑚3⁄
Ya que en teoría el agua ocupaba todo el recipiente, el
volumen del agua es igual al volumen del recipiente.
b. Determinación de la densidad aparente o peso
volumétrico
Ya que el método usado fue el de varillado, este es el peso
volumétrico seco compacto (PVSC).
Datos de la Muestra
Molde N.° N-31
Peso del Molde (kg) 4.95
Volumen del Molde (m3) 0.00933
Peso del Agregado Compacto + Molde (kg) 18.92
Utilizando la ecuación de la densidad, se sustituye con los
valores obtenidos en el ensaye:
𝑴 = [
(𝐺 − 𝑇)
𝑉
]
𝑴 = [
(18.92 kg − 4.95 kg)
0.00933 𝑚3
]
𝑴 = 𝟏𝟒𝟗𝟕. 𝟑𝟎𝟐
𝒌𝒈
𝒎 𝟑⁄
RESOLUCIÓN