INTRODUCCION Nuestra tercera práctica de

INTRODUCCION
Nuestra tercera práctica de laboratorio de materiales de construcción fue realizada el día
lunes, 21 de mayo de 2012 a las 8:00 am en el laboratorio de materiales de construcción.
Este ensaye consiste en determinar la distribución del tamaño de las partículas que
contiene una muestra de agregado, los cuales desempeñan un papel muy importante en las
propiedades de los concretos que lo contienen. Así como la comparación de sus resultados
con especificaciones estandarizadas.
La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal
como se determina por análisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamaño de partícula
del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas.
Los siete tamices estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde
la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm.
Los números de tamaño (tamaños de granulometría), para el agregado grueso se aplican a
las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que pasan a través de un arreglo de
mallas. Para la construcción de vías terrestres, la norma ASTM D 448 enlista los trece
números de tamaño de la ASTM C 33, más otros seis números de tamaño para agregado
grueso. La arena o agregado fino solamente tiene un rango de tamaños de partícula.
La granulometria y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los
agregados así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de
bombeo, economía, porosidad, contracción y durabilidad del concreto.
OBJETIVOS
 Analizar las características granulométricas de los agregados.
 Mediante los datos obtenidos en el laboratorio determinar la curva de granulometría
de los agregados.
 Determinar si tanto el agregado fino como el grueso se hallan en los límites
aceptables que permiten que la mezcla sea de buena calidad.
 Determinar si los agregados a estudiar (finos y gruesos) cuentan con las
especificaciones de tamaños requeridos.
1
IMPORTANCIA DEL ENSAYE
Es de vital importancia ya que nos permite determinar la distribución del tamaño de las
partículas de los agregados tanto finos como gruesos mediante el tamizado, así como las
propiedades de estos para concreto. A la vez podemos determinar si el material está bien o
mal gradado por medio de la curva granulométrica, la cual esta nos especifica el porcentaje
del material que no cumple con las normativas ya sea si hay que agregar material grueso o
fino, agua o cemento.
GENERALIDADES
ASTM C-33
Esta especificación define los requisitos para granulometría y calidad de los agregados
finos y gruesos (distinto de los agregados liviano o pesado) para utilizar en concreto.
Clasificación
La C-33 especificaciones definen los grados de calidad para los agregados finos y gruesos,
tanto que se utilizan en el hormigón. El contratista con el hormigón, el proveedor de
concreto o cualquier otro comprador, puede solicitar pruebas de las especificaciones se
reunieron para determinar la calidad del concreto que se compra. Algunos tipos de trabajo y
el trabajo en regiones particulares pueden requerir límites aún más estrictos.
GRANULOMETRIA
La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal
como se determina por análisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamaño de partícula
del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas.
Los siete tamices estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde
la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm.
Tamaños y cantidades
1.3 Esta especificación es también para ser utilizada en especificaciones de proyecto para
definir la calidad del agregado, el tamaño nominal máximo del agregado, y otros requisitos
de granulometría específicos. Los responsables de seleccionar la dosificación para la
mezcla del concreto deben tener la responsabilidad de determinar la dosificación de
agregado fino y grueso y la adición de tamaños de agregados para combinar si se requiere o
aprueba.
ASTM C-33 estándar
Tamiz (Especificación E11) por ciento que pasa
De 9,5 mm (3/8 pulgadas) del 100%
2
4.75 mm (No. 4) 95 a 100%
2,36 mm (N ° 8) 80 a 100%
2,36 mm (N ° 8) 80 a 100%
1,18 mm (N º 16) 50 a 85%
600-m (No.30) 25 a 60%
300-m (N ° 50) 5 a 30%
150-m (N ° 100) de 0 a 10%
75-m (N ° 200) de 0 a 2% (valor debe ser obtenido por lavado) *
* Este requisito es más estricto que la norma ASTM C-33, pero es extremadamente
importante.
Especificaciones del proyecto
La C-33 estándares pueden ser utilizados cuando el usuario las órdenes o peticiones una
mezcladora de concreto, de modo que el comprador puede especificar el tamaño del
agregado y de calidad y otras cualidades específicas de clasificación.
Este ensaye cubre la determinación de la distribución por tamaño de las partículas de
agregado fino y grueso mediante tamizado. Una muestra de agregado seco de masa
conocida es separada en una serie de tamices colocados progresivamente desde el más
grande al más pequeño para determinar su distribución por tamaño.
MARCO TEÓRICO
Los agregados finos y gruesos ocupan comúnmente de 60% a 75% del volumen del
concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente en las propiedades del concreto
recién mezclados y endurecidos, en las proporciones de la mezcla, y en la economía.
Agregado Grueso
Los agregados gruesos consisten en una grava o una combinación de grava o agregado
triturado cuyas partículas sean predominantemente mayores que 5mm y generalmente
entre9.5 mm y 38mm. Algunos depósitos naturales de agregado, a veces llamados gravas de
mina, rió, lago o lecho marino. El agregado triturado se produce triturando roca de
cantera, piedra bola, guijarros, o grava de gran tamaño. El agregado grueso es aquel que
queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez
clasificarse en piedra chancada y grava. El tamaño máximo de agregado que se emplea
comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.
3
Agregado Fino
Se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más
usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas. Los agregados finos
consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden
llegar hasta 10mm.Se acepta habitualmente, que el agregado fino causa un efecto mayor en
las proporciones de la mezcla que el agregado grueso.
La experiencia indica que las arenas con un módulo de finura (MF) inferior a 2.5 dan
hormigones con consistencia pegajosa, haciéndolo difícil de compactar. Arenas con un
módulo de finura de 3.0 han dado los mejores resultados en cuanto a trabajabilidad y
resistencia a la compresión.
Tamiz:
La tamización o tamizado es un método físico para separar mezclas. Consiste en hacer
pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz, cedazo o cualquier cosa
con la que se pueda colar. Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del
tamiz o colador atravesándolo y las grandes quedan retenidas por el mismo.
Un ejemplo podría ser: si se saca tierra del suelo y se espolvorea sobre el tamiz, las
partículas finas de tierra caerán y las piedritas y partículas grandes de tierra quedarán
retenidas en el tamiz.
Tamices
3/8
No. 4
Abertura libre de tamiz
Pulgadas
Milímetros
0.3748
9.52
0.1870
4.75
No. 8
0.0937
2.38
No. 16
0.0468
1.19
No. 30
0.0232
0.59
No. 50
0.0116
0.297
No. 100
0.0058
0.149
No. 200
0.00295
0.075
Módulo de Finura (MF)
Se define como módulo de finura como la centésima parte del total de los porcentajes
retenidos acumulados en los tamices serie módulo de finura. El módulo de finura se
encuentra limitado así 2,3 < MF < 3,2 lo cual indica que la muestra está bien graduada.
4
El módulo de finura es un índice del tamaño medio de las partículas que componen una
muestra de árido o a la suma de % de fino acumulado a la suma de la maya x 100/100
∑
D
Tamaño máximo
Es la menor abertura del tamiz por el cual el agregado pasa por el 100% =2¨
Tamaño nominal
Abertura del tamiz inmediato superior a cual acumuladamente 15% o más = 1¨
Curva de granulometría
Es el resultado representación gráfica de una granulometría que posee en un agregado
resultando de un análisis granulométrico. También comprende en poder observar la
cantidad de % fino o grueso de un material y con este análisis saber tomar una decisión
de cuanto agregar al material en caso se que falte fino o grueso para estar en los rangos
aceptable de la norma ASTM C 136 AASHTO T 127
Tamaño máximo
nominal
Abertura cuadrada,
mm(pulgada)
9.5(3/8)
12.5(1/2)
19.0(3/4)
25.0(1)
37.5(1½)
50(2)
63(2½)
75(3)
90(3½)
100(4)
125(5)
Tamaño de
muestra de
ensayo mínima
kg (lb)
1(2)
2(4)
5(11)
10(22)
15(33)
20(44)
35(77)
60(130)
100(220)
150(330)
300(660)
Adoptado de la norma
5
ASTM C 136
El tamiz frontera



MATERIALES Y EQUIPO
Materiales:


Arena
Grava
Equipo:






Balanza con sensibilidad de 0.1 gramo.
Cucharon
Charolas
Tamices correspondientes a la graduación fina y gruesa.
Brocha
Taras
PROCEDIMIENTO
Ensaye Arena
1. Tomamos una muestra representativa de la arena a ensayar (aproximadamente 500
gramos). Anteriormente el material paso por un proceso de lavado y secado al horno
durante 24 horas.
2. Colocamos los tamices de mayor a menor diámetro (en orden descendente) y
deposite el material seco y lavado.
2.1.Tamices #4, #8, #16 , #30 , #50 ,#100 , #200 pasa #200
3. Cribamos por medio de movimiento de vaivén por un periodo de cinco minutos.
Estos movimientos facilitan que las partículas del árido queden distribuidas en los
diferentes tamices de acuerdo con su tamaño. Por el tamiz #4 paso todo el agregado
por lo cual el peso retenido es cero (0).
6
4. Pesamos el material retenido en cada tamiz con aproximación de 0.1 gr.
5. Calculamos los porcentajes retenidos parciales, porcentajes retenidos acumulados y
porcentajes que pasan.
6. Graficamos los resultados que pasan del material ensayado y comparamos con las
normas de la ASTM.
Ensaye Grava
1. Tomamos una muestra representativa de grava (aproximadamente 2613.3 gramos)
ya lavada y secada.
2. Colocamos los tamices de mayor a menor diámetro (en orden descendente) y
deposite el material seco y lavado.
2.1.Tamices: 1”, 3/4", 1/2”, 3/8”, 1/4”, #4, #8, Pasa #8
3. Cribamos por medio de movimiento de vaivén por un periodo de cinco minutos.
Estos movimientos facilitan que las partículas del árido queden distribuidas en los
diferentes tamices de acuerdo con su tamaño. Al igual que en el ensaye de arena, no
obtuvimos peso retenido puesto que todo el material paso por el tamiz de 1”.
4. Pesamos el material retenido en cada tamiz con aproximación de 0.1 gr.
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FORMULAS A UTILIZAR
PORCENTAGE RETENIDO PARCIAL
MODULO DE FINURA
∑
FACTOR ERROR
EN LA ARENA
∑
EN LA GRAVA
∑
8
CALCULOS
AGREGADO FINO (ARENA)
PESO DE ARENA SECA = 500gr
G= 500gr-500gr = 0 NO HAY FACTOR ERROR
TAMIZ #8
TAMIZ #16
TAMIZ #30
TAMIZ #50
TAMIZ #100
9
TAMIZ #200
TAMIZ #200 QUE PASA
MODULO DE FINURA
RESULTADOS DE ARENA FINA (ARENA)
#4
#8
#16
#30
#50
#100
#200
#200PASA
SUMA
0
53.6
132.7
134.5
86.9
44.7
19.5
28.1
500
0
11
26
27
17
9
4
6
100
0
11
37
64
81
90
94
100
AGREGADO GRUESO (GRAVA)
PESO DE GRAVA SECA =2613.3
G=2613gr – 2613gr = 0
10
100
89
63
36
19
10
6
0
95-100
80-100
50-85
25-60
5-30
0-10
0-2
TAMIZ 3/4”
TAMIZ 1/2”
TAMIZ 3/8”
TAMIZ 1/4”
TAMIZ #4
TAMIZ #8
TAMIZ #8 QUE PASA
11
RESULTADOS DEL AGREGADO GRUESO (GRAVA)
1"
3/4"
1/2"
3/8"
1/4"
#4
#8
PASA#8
SUMA
O
34.5
652.5
710.6
722.3
293.5
132.5
67.4
2613.3
0
1
25
27
28
11
5
3
0
1
26
53
81
92
97
100
100
99
74
47
19
8
3
0
35-70
10-30
0-5
CONCLUSIONES
Hemos concluido que la granulometría nos permite garantizar si los agregados están
disponibles en el área de una obra, también en el uso en las especificaciones del proyecto
para definir la calidad de los áridos, el tamaño máximo nominal del agregado, y otros
requisitos específicos de clasificación.
Determinamos el módulo de finura la cual es MF=3.77; la ASTM especifica que el
variación de módulo de finura para diferentes lotes de una mezcla no deberá exceder de 0,2.
ASTM C33 indica que el módulo de finura se mantuvo entre 2,3 y 3,1. Arena muy fina
aumentará la demanda de agua en una mezcla, mientras que la arena muy gruesa puede
poner en peligro su viabilidad.
El mayor porcentaje retenido parcial en la arena fue de 27%; comparamos con la ASTM
C33 requiere que la arena sea inferior al 45 por ciento retenido en un tamiz de cualquier
tamaño, por lo que determinamos que el porcentaje que pasa cumple con la normativa.
El tamaño máximo es el tamiz por el que pasa la mayoría del material en el caso de la arena
paso el 100% en el tamiz #4 por lo que determinamos que el tamaño máximo es de
4.74mm; y el tamaño nominal máximo es el tamiz que retenga más del 15% del material, en
este caso es la malla #50 = 300micras.
En la grava en el tamiz que paso el 100% del material es 1” por lo que el tamaño máximo
es 1”; el tamaño nominal máximo es de 1/2".
En la curva granulométrica si esta es uniforme o inclinada determinamos que el material
está mal gradado y si la curva es acostada o no uniforme determinamos que el material esta
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bien gradado; en el ensaye de la arena y la grava ambas curvas granulométricas están mal
gradadas lo que indica que n rango del material no está cumpliendo con la normativa
determinando que la curva granulométrica no se encuentra dentro de los límites de
clasificación recomendadas, y el agregado no puede ser empleado.
En la arena el rango donde no cumple el material con la norma es de 0 a 10, el % fuera de
la normativa es del 10%. La granulometría del material es de 0 a 20 muy grueso y de 20 a
100 fina.
En la grava el rango donde no cumple el material con la normativa es de 3 a 10 y de 60 a
100; el % fuera de la normativa es del 50%. La granulometría del material es gruesa.
El % que se le va agregar al material es 10% más de material fino a la arena; y de arena
50% al grueso.
RECOMENDACIONES

Asistir en tiempo y forma a la práctica de laboratorio.

Estudiar la guía antes de llevar a cabo la práctica, para entender lo que se está
realizando en la práctica.

Poner atención a las instrucciones del profesor

Revisar si los datos son correctos para evitar inconvenientes.

Tener mucho cuidado al pesar el material para evitar errores.
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