Laboratorio No. 2
Granulometría Gruesa
Introducción
Los agregados constituyen alrededor del 75% en volumen, de una mezcla típica de
concreto. El término agregados comprende las arenas, gravas naturales y la piedra triturada utilizada para preparar morteros y concretos.
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.
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 las Normas Técnicas ASTM D-422 y AASHTO T-88, los cuales se seleccionarán los tamaños y por medio de unos procedimientos hallaremos el tamaño máximo nominal y absoluto para el agregado grueso.
Objetivo General
Establecer los requisitos de gradación y calidad para los agregados gruesos para uso en concreto y carreteras.
Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaños del agregado grueso y calcular si los agregados gruesos se encuentran dentro de los límites para hacer un buen diseño de mezcla.
Determinar mediante el análisis de tamizado la gra dación que existe en una muestra
de agregados gruesos.
Conocer el procedimiento para la escogencia de un agregado grueso en el diseño de mezcla, para elaborar un concreto de buena calidad. De estos datos construir su curva granulométrica.
Base Teórica
La granulometría de una base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor. Los tamices son básicamente unas mallas d e aberturas cuadradas, que se encuentran estandarizadas por las Normas Técnicas ASTM D-422 y AASHTO T-88.
La denominación en unidades inglesas (Tamices ASTM) se hacía según el tamaño de la abertura en pulgadas para los tamaños grandes y el número de aberturas por pulgada lineal para los tamaños grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal para tamices
menores de 3/8 de pulgada.
La serie de tamices utilizados para agregado grueso son 3", 2", 1½", 1", ¾", ½", 3/8" y #4.
El tamizado a mano se hace de tal manera que el material se mantenga en movimiento circular con una mano mientras se golpea con la otra, pero en ningún caso se debe inducir con la mano el paso de una partícula a través del tamiz; Recomendando, que los resultados del análisis en tamiz se coloquen en for ma tabular.
Siguiendo la respectiva recomendación, en la columna 1 se indica la serie de tamices utilizada en orden descendente. Después de tamizar la muestra como lo estipulan las Normas Técnicas ASTM D-422 y ASHTO T-88, se toma el material retenido en cada tamiz, se pesa, y cada valor se coloca en la columna 2. Cada uno de estos pesos retenidos se expresa como porcentaje (retenido) del peso total de la muestra.
Fórmulas
PESO DE MATERIAL RETENIDO ACUMULADO
% RETENIDO=
PESO INICIAL DE MUESTRA SECA
*
100
% QUE PASA=
El valor de % retenido se coloca en la columna 3. En la columna 4 se van colocando los porcentajes retenidos acumulados. En la columna 5 se registra el porcentaje acumulado que pasa.
Los resultados de un análisis granulométrico también se pueden representar en forma gráfica y en tal caso se llaman curvas granulométri cas.
Estas gráficas se representan por medio de dos ejes perpendiculares entre sí, horizontal y vertical, en donde las ordenadas representan el porcentaje que pasa y en el eje de las abscisas la abertura del tamiz cuya escala puede ser aritmética, logarítmica o mixta.
En consecuencia hay factores que se derivan de un análisis granulométrico como son:
Para Agregado Grueso
Tamaño Máximo (TM):Se define como la abertura del menor tamiz por el cual pasa el 100% de la muestra.
Tamaño Máximo Nominal (TMN):El tamaño máximo nominal es otro parámetro quese deriva del análisis granulométrico y está defini do como el siguiente tamiz que le sigue en abertura (mayor) a aquel cuyo porcentaje retenido acumulado es del 15% o más. La mayoría de los especificadores granulométri cos se dan en función del tamaño máximo nominal y comúnmente se estipula de tal mane ra que el agregado cumpla con los siguientes requisitos:
El TMN no debe ser mayor que 1/5 de la dimensión menor de la estructura, comprendida entre los lados de una formaleta.
El TMN no debe ser mayor que 1/3 del espesor de una losa.
El TMN no debe ser mayor que 3/45 del espaciamiento libre máximo entre las barras de refuerzo.
c. Granulometría Continua: Se puede observar luego de un análisis granulométrico, si la masa de agrupados contiene todos los tamaños de grano, desde el mayor hasta el más pequeño, si así ocurre se tiene una curva granulométrica continua.
Granulometría Discontinua: Al contrario de lo anterior, se tiene una granulometría discontinua cuando hay ciertos tamaños de grano intermedios que faltan o que han sido reducidos a eliminados artificialmente.
Cuestionario previo.
¿Cómo influye el tamaño de las partículas gruesa en la resistencia de una mezcla de concreto?
¿Cómo influye el tamaño de las partículas gruesa en la resistencia de una mezcla de asfalto?
¿Cómo influye el tamaño de las partículas gruesa en la resistencia de una capa de relleno?
¿Qué tienen en común las respuestas de las preguntas 1, 2 y 3?
Trabajarías con tamices diferentes cada una de las muestras de las preguntas 1, 2 y 3. Explica el porqué de tu decisión.
Materiales y Sustancias.
Balanza: Una balanza o báscula con precisión dentro del 0.1% de la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de uso, graduada como mínimo a 0,05 kg. El rango de uso de la balanza es la diferencia entre las masas del molde lleno y vacío.
Serie de Tamices: Son una serie de tazas esmaltadas a través de las cuales se hace
pasar una muestra de agregado que sea fino o grueso, su orden es de mayor a menor. En su orden se utilizarán los siguientes tamices: t amiz 3", 2", 1½", 1", ¾", ½", 3/8", # 4 y
Procedimiento Experimental
Se selecciona una muestra la más representativa posible y luego se deja secar al aire libre durante 8 días.
Durante estos 8 días se le palea para obtener un secado más rápido.
Una vez secada la muestra se cuartea hasta obtener una muestra entre 5000 gramos y 10000 gramos de agregado grueso.
Después la muestra anterior se hace pasar por una serie de tamices o mallas dependiendo del tipo de agregado. En el caso del agregado grueso se pasa por los
siguientes tamices en orden descendente (3", 2", 1½ ", 1", ¾", ½", 3/8", # 4 y fondo).
La cantidad de muestra retenida en cada uno de los tamices se cuantifica en la balanza obteniendo de esta manera el peso retenido.
Tabla
Tamiz Abertura (mm)
Peso Retenido Acumulado
(gramos)
% Retenido Retenido
% Retenido
Acumulado % Que Pasa
3/4 19.050 45.20 2.88 2.88 97.12 Masa seca total antes del ensayo:
1/2 12.700 457.60 29.18 32.07 67.93
3/8 9.525 429.70 27.40 59.47 40.53 Peso húmedo inicial
4 4.750 587.60 37.47 96.95 3.05 Peso húmedo final
8 2.360 10.30 0.66 97.60 2.40
16 1.180 0.30 0.02 97.62 2.38 % De Humedad
30 0.600 0.30 0.02 97.64 2.36 Masa seca total después del ensayo (corregida):
50 0.300 0.50 0.03 97.67 2.33
100 0.150 0.70 0.04 97.72 2.28 Pérdida en el tamizado
200 0.075 1.00 0.06 97.78 2.22 Error
Charola 0.40 0.03 97.81 2.19
Total 1533.6 97.81
Tamaño Máximo Absoluto 3/4
Cuestionario final.
¿Que se considera que una buena granulometría gruesa?
Grafica los datos obtenidos del ensayo para confeccionar la curva granulométrica.
Compara la curva granulométrica con la norma que le corresponde dependiendo del uso que se le dará al material ensayado. Comenta sobre los resultados.
R. Al comparar los resultados con las normas internacionales no coinciden pero esto no significa que los resultados son negativos sino que las normas internacionales son diferentes de las normas nacionales en donde estos resultados si son aceptables.
De acuerdo con lo realizado en esta práctica, la muestra tiene una granulometría continua o discontinua.
De acuerdo con lo realizado en esta práctica, la muestra tiene una granulometría que le falta material grueso o que le falta material fino.
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