GRANULOMETRIA DE AGREGADOS (GRUESO Y FINOS) YULIANA R. PEREIRA SOLANO JHON J. OSORIO ROMAN RAFAEL S. MANJARREZ HERRERA MANUEL GOMEZ PEREZ DOC. MARCOS DE LEON UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL MATERIALES DE CONSTRUCCION SINCELEJO/SUCRE INTRODUCCION Los agregados son cualquier sustancia solida o partículas (masa de materiales casi siempre pétreos) añadidas intencionalmente al concreto que ocupan un espacio rodeado por pasta de cemento, de tal forma, que en combinación con ésta proporciona resistencia mecánica al mortero o concreto en estado endurecido y controla los cambios volumétricos durante el fraguado del cemento. Los agregados ocupan entre 59% y 76% del volumen total del concreto. Están constituidos por la parte fina (arena) y la parte gruesa (grava o piedra triturada). Además, la limpieza, sanidad, resistencia, forma y tamaño de las partículas son importantes en cualquier tipo de agregado. En nuestro laboratorio nos enfocaremos en esta última, teniendo como propiedad LA GRANULOMETRÍA. Ahora, La granulometría y el tamaño máximo de los agregados son importantes debido a su efecto en la dosificación, trabajabilidad, economía, porosidad y contracción del concreto. Para la gradación de los agregados se utilizan una serie de tamices que están especificados en la Norma Técnica Colombiana NTC 32, 174, 77 los cuales se seleccionarán los tamaños y por medio de unos procedimientos hallaremos su módulo de finura, para el agregado fino y el tamaño máximo nominal y absoluto para el agregado grueso. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Determinar si la granulometría de los agregados (finos, grueso) se encuentra dentro de los parámetros establecidos en la norma NTC174, para un diseño de mezcla adecuado. OBJETIVOS ESPECIFICOS Calcular el modulo de finura para agregados finos. Calcular tamaño máximo y tamaño máximo nominal para agregados gruesos. Determinar si los agregados son óptimos para la elaboración de concreto JUSTIFICACION El ensayo de granulometría de los agregados es de verás importancia para el diseño del concreto debido a la relevante influencia de los agregados en la resistencia del mismo. Con lo dicho anteriormente se resalta que para diseñar un concreto que suplan las necesidades o requerimientos es menester controlar nuestra variable agregados. Entre los agregados existe una relación granulométrica (agregados finos y gruesos) junto a la pasta de cemento, esta mezcla tiene que ser proporcional a las densidades del concreto a diseñar. Ahora, según sea el cuidado y control de la granulometría de los agregados así será los resultados de resistencia y durabilidad de la obra a edificar. Además, existen normas que rigen los rangos granulométricos óptimos a utilizar en una mezcla de concreto, por lo tanto en los estudios de agregados es completamente importante regirse a la norma. MATERIALES UTILIZADOS Muestra de 3000 Kg de agregados gruesos Muestra de 1000 Kg de agregados finos Serie de tamices (2¨, 1¨, 3/4¨, 1/2¨, 3/8¨, ¼¨, #4, #8,#16,#30, #50, #100, #200), fondo. Balanza analítica. Recipientes de plástico. DATOS Y RESULTADOS DATOS Tabla 1 Tamiz 3/8 " N°4 N°8 N°16 N°30 N°50 N°100 N°200 Fondo GRANULOMETRIA DE AGREGADOS FINOS MASA INICIAL DE 1000 GRAMOS Masa retenida + Masa del Tamiz Masa Abertura (mm) Masa del Tamiz (gr) Retenida (gr) (gr) 9,5 558 565 7 4,75 480 510 30 2,36 411 460 49 1,18 536 605 69 0,6 388 534 146 0,3 370 860 490 0,15 323 490 167 0,075 328 361 33 287 293 6 Sumatoria: 997 Error 0,30% Masa Inicial=1000 gramos Masa Final= 997 gramos Se obtuvo un error de 3 gramos lo que corresponde a un 0,30% Tabla 2 GRANULOMETRIA DE AGREAGADOS GRUESOS MASA INICIAL DE 3000 GRAMOS Tamiz 2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" N°4 Fondo Abertura (mm) Masa del Tamiz (gr) Masa retenida + Masa del Tamiz (gr) Masa Retenida (gr) 50 25 19 12,7 9,5 4,75 513 649 510 565 655 668 373 513 715 1184 1956 943 1129 487 Sumatoria 0 66 674 1391 288 461 114 2994 Masa Inicial = 3000 gramos Masa Final = 2994 gramos Error 0,20% Se obtuvo un error de 6 gramos lo que corresponde a un 0,20% RESULTADOS Como tanto en la granulometría de agregado fino como de agregado grueso se obtuvieron errores se tiene que hacer una corrección, dicha corrección es igual a: Agregado Fino Tabla 3 Tamiz Abertura (mm) 3/8 " N°4 N°8 N°16 N°30 N°50 N°100 N°200 Fondo 9,5 4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15 0,075 Sumatoria: GRANULOMETRIA DE FINOS MASA INICIAL DE 1000 GRAMOS Masa Retenida % Retenido Corregida (gr) 7,333333333 30,33333333 49,33333333 69,33333333 146,3333333 490,3333333 167,3333333 33,33333333 6,333333333 1000 Calculo del Modulo de Finura (MF): 0,73% 3,03% 4,93% 6,93% 14,63% 49,03% 16,73% 3,33% 0,63% %Retenido Acumulado %Pasa 0,73% 3,77% 8,70% 15,63% 30,27% 79,30% 96,03% 99,37% 100,00% 99,27% 96,23% 91,30% 84,37% 69,73% 20,70% 3,97% 0,63% 0,00% Lo establecido en la norma dos dice que: Tabla 4 MODULO DE FINURA Ideal 2,8 – 3,4 Tolerable 2,7 – 3,5 La Norma NTC 174 brinda el siguiente análisis granulométrico para agregado fino. Tabla 5 Tamiz 3/8 " N°4 N°8 N°16 N°30 N°50 N°100 Abertura del Tamiz 9,5 4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15 Limite Superior 100% 100% 100% 85% 60% 30% 10% Límite Inferior 100% 95% 80% 50% 25% 10% 2% El cual significa que la granulometría de agregados finos adecuada para el concreto tiene que estar dentro de estos dos límites. La granulometría de agregado fino de este presente informe resulto de la siguiente manera. Grafica 1 Granulometria de Agregado Fino 120% 100% %Pasa 80% Limite Superior 60% Granulometria Limite Inferior 40% 20% 0% 0,01 0,1 1 10 Abertura de los Tamices (mm) La granulometría del agregado fino no cumple con las especificaciones de la norma técnica colombiana NTC 174, lo cual se puede ver en la grafica 1. Agregado Grueso Tabla 6 Tamiz 2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" N°4 Fondo GRANULOMETRIA DE AGREAGADOS GRUESOS MASA INICIAL DE 3000 GRAMOS Abertura Masa Retenida %Retenido % Retenido (mm) Corregida (gr) Acumulado 50 25 19 12,7 9,5 4,75 Sumatoria Tamaño Máximo (TM): 2” 0 67 675 1392 289 462 115 3000 0,00% 2,23% 22,50% 46,40% 9,63% 15,40% 3,83% 0,00% 2,23% 24,73% 71,13% 80,77% 96,17% 100,00% %Pasa 100,00% 97,77% 75,27% 28,87% 19,23% 3,83% 0,00% Tamaño Máximo Nominal (TMN): 1” La norma técnica colombiana NTC174 establece de acuerdo al tamaño máximo nominal los siguientes límites para saber si dicho agregado cumple las especificaciones. Tabla 7 2" 1" 3/4" Abertura (mm) 50 25 19 1/2" 3/8" N°4 12,7 9,5 4,75 Tamiz Limite Superior Límite Inferior 100 100 100 95 60 0 25 10 Grafica 2 Granulometria de Agregado Grueso 120 100 % Pasa 80 Limite Superior 60 Granulometria 40 Limite Inferior 20 0 1 10 100 Abertura del Tamiz (mm) La granulometría del agregado grueso si cumple con las especificaciones de la norma técnica colombiana NTC 174. ANALISIS DE RESULTADOS De los resultados obtenidos se puede analizar: AGREGADO FINO: Modulo de Finura: El análisis granulométrico de la arena se complementa calculando su modulo de finura, que es igual a la centésima parte de la suma de los porcentajes retenidos acumulados en cada una de las mallas de la serie estándar. De ordinario se considera que la arena presenta un modulo de finura no adecuado para la fabricación de concreto, debido a que no entra ni siquiera al menor rango establecido (modulo de finura tolerable) en la tabla 4 que va desde 2.70 a 3.50. Las arenas cuyo modulo de finura es inferior a 2.70, normalmente se consideran demasiado finas y son un perjudicial para esta aplicación, por que suelen requerir mayores consumo de pasta de cemento, lo cual repercute adversamente en los cambios volumétricos y en el costo del concreto. En extremo opuesto, las arenas con modulo de finura mayor de 3.50 resultan demasiado gruesas y también se les juzga inadecuadas por que tienden a producir mezclas de concreto ásperas, segregables y proclives al sangrado. La arena ensaya en el laboratorio posee un modulo de finura de 2,34 lo que dice que es una arena demasiado fina, si esta arena si utilizara para la fabricación de concreto produciría a la hora de estar realizando la mezcla una suspensión de esta misma o sencillamente flotaría. Por otro lado, se puede observar que la grafica granulométrica de los agregados fino sobresale del límite superior de la curva establecida en la norma NTC174, por lo tanto es un material no recomendable para el diseño de mezcla; pero mediante un proceso de mejoramiento se puede optimizar para su uso. AGREGADO GRUESO: A diferencia del agregado fino, el agregado grueso si cumple con las especificaciones establecidas en la norma técnica colombiana NTC174, lo que dice que si es un buen agregado para la elaboración del concreto. En la grafica 2 se logra observar que efectivamente la curva granulométrica de este agregado si queda entre los dos limites, ahora solo faltaría hacerle los ensayos de índice de alargamiento y de aplanamiento para concluir que este agregado cumple al 100% las condiciones para brindar una excelente resistencia al concreto. El tamaño máximo nominal es el que nos indica que limites se deben escoger para elaborar la grafica y saber si cumple la norma, ya que con este se logran saber dichos limites; en la grafica 2 se observan estos límites y gracias a estos es que se pudo concluir que el agregado grueso si cumple las especificaciones de la norma. CONCLUSION De acuerdo a los resultados obtenidos se puede concluir que: El agregado fino no cumple con las especificaciones de la norma NTC174 puesto que sobrepasa el límite superior establecido y además de esto tampoco cumple con el modulo de finura por lo que si se quiere utilizar esta arena para la elaboración del concreto tendría que pasar por un proceso de mejoramiento para así optimizar sus propiedades y bridarle así al concreto la alta resistencia que éste necesita. El agregado fino si se puede utilizar para la elaboración de concreto, pero, ya éste no brindaría la misma resistencia que brindaría un concreto realizado con arena que si cumple con la norma NTC174, aun así este agregado fino puede mejorarse como ya lo habías dicho anteriormente pero lo primordial es tener un agregado que si cumpla con la norma. El proceso de mejoramiento para este agregado se realiza una vez ya tengamos más ensayos realizados a dicho agregado por lo que se conocerá el procedimiento antes de realizar el diseño de mezcla final. El agregado grueso cumple todas especificaciones para este establecidas en la norma NTC 174 por lo que sí se puede utilizar para la elaboración de concreto de alta resistencia. BIBLIOGRAFIA [Sánchez de Guzmán, Diego. Tecnología del Concreto y Propiedades; 1997, Pag 67] NORMA TECNICA COLOMBIANA # 77. Método para el Análisis por Tamizado de los Agregados Finos y Gruesos. NORMA TECNICA COLOMBIANA # 174. Especificaciones de los Agregados para Concreto. Cuarta Revisión CONCRETO. Serie de Conocimientos Básicos. Revista N°1. ASOCRETO. Instituto Colombiano de Productores de Cemento. MANUAL DEL INGENIERO CIVIL. Tomo I. Mac Graw Hill: México. Sección 5-6.
