MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y NORMAS DE ENSAYO
LABORATORIO Nº 2
“GRANULOMETRÍA GRUESA Y FINA”
PROFESOR:
Francisco Cedeño
INTEGRANTES:
García, Milagros 6-714-2259
Medina, Noel 7-707-1311
Rodríguez, Bernardo 7-707-763
Rodríguez, Ramiro 7-707-838
Batista, Gregori 6-714-2472
Realizado el 31 de marzo de 2011
Entregado el 7 de abril de 2011
INTRODUCCIÓN
Cada día se puede tener más conocimientos y bases suficientes para lograr llevar a cabo la construcción de innumerables obras importantes y representativas que con el pasar del tiempo constituirán diseños casi perfectos. Desde hace mucho tiempo surgió la necesidad por parte del hombre de vivir en un espacio seguro, cómodo y versátil para de esta manera llevar una vida plena y adecuada. Es por ello que surgen diversas curiosidades y como consecuencias numerosos descubrimientos e inventos que han tenido un gran impacto en el desarrollo de las sociedades. Uno de estos grandiosos descubrimientos fue el de haber determinado las propiedades que presentaban diversos materiales como los son: las piedras, la arena, la grava, entre otros.
En esta experiencia de laboratorio que presentaremos a continuación se tocarán y desarrollarán temas sumamente importantes y que llevan consigo un impacto directo con respecto al actual desarrollo que se presenta y que surgieron como consecuencias de la necesidad del hombre hacia un futuro cómodo.
Primeramente hablaremos acerca de la granulometría de los agregados gruesos y finos para el concreto, el asfalto, capas de relleno, etc.; así como haremos énfasis en el papel que cada agregado presenta en cuanto a la resistencia pues conjuntamente explicaremos la importancia que constituye la gradación del tamaño de las partículas de estos agregados en la confiabilidad del mismo.
OBJETIVOS
Objetivo General
Establecer los requisitos de gradación y calidad para los agregados gruesos y
finos para uso en concreto y carreteras.
Objetivos Específicos
Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaños de los agregados
gruesos y finos y calcular si estos agregados se encuentran dentro de los límites
para hacer un buen diseño de mezcla.
Determinar mediante el análisis de tamizado la gradación que existe en una
muestra de agregados gruesos y finos.
Conocer el procedimiento para la escogencia de agregados gruesos y finos en el
diseño de mezcla, para elaborar un concreto de buena calidad. De los datos
MARCO TEÓRICO
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 de aberturas cuadradas. Los siete tamices estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde la malla No.100 (150 micras) hasta9.52mm. Los números de tamaño (tamaños de granulometría), para el agregado grueso se aplican a las cantidades de agregado (en peso) y 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 granulometría 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.
Granulometría de los Agregados Finos
Estas especificaciones permiten que los porcentajes mínimos (en peso) del material que pasa las mallas de 0.30mm (No. 50) y de 15mm (No. 100) sean reducidos a 15% y 0%, respectivamente, siempre y cuando:
1): El agregado que se emplee en un concreto que contenga más de 296 Kg de cemento por metro cúbico cuando el concreto no tenga inclusión de aire. 2): Que el módulo de finura no sea inferior a 2.3 ni superior a 3.1, el agregado fino se deberá rechazar a menos de que se hagan los ajustes adecuados en las proporciones el agregado fino y grueso. Las cantidades de agregado fino que pasan las mallas de 0.30 mm (No. 50) y de 1.15 mm (No. 100), afectan la trabajabilidad, la textura superficial, y el sangrado del concreto. El módulo de finura del agregado grueso o del agregado fino se obtiene, conforme a la norma ASTM C 125, sumando los porcentajes acumulados en peso de los agregados retenidos en una serie especificada de mallas y dividiendo la suma entre 100. El módulo de finura es un índice de la finura del agregado entre mayor sea el modo de finura, más grueso será el agregado. El módulo de finura del agregado fino es útil para estimar las proporciones de los de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto.
Granulometría de los Agregados Gruesos
MATERIALES
Balanza
Serie de Tamices (3", 2", 1½", 1", ¾", ½", 3/8", # 4 y fondo para el Agregado
Grueso y tamiz #4, #8, #16, #30, #50, #100 y #200 y fondo para el Agregado
I PARTE. GRANULOMETRÍA GRUESA
Procedimiento Experimental
1. Se selecciona una muestra la más representativa posible y luego se deja secar al
aire libre durante 8 días.
2. Durante estos 8 días se le palea para obtener un secado más rápido.
3. Una vez secada la muestra se cuartea hasta obtener una muestra entre 5000
gramos y 10000 gramos de agregado grueso.
4. Después la muestra anterior se hace pasar por una serie de tamices o mallas
5. dependiendo del tipo de agregado. En el caso del agregado grueso se pasa por
los
6. siguientes tamices en orden descendente (3", 2", 1½", 1", ¾", ½", 3/8", # 4 y
fondo).
7. La cantidad de muestra retenida en cada uno de los tamices se cuantifica en la
8. balanza obteniendo de esta manera el peso retenido.
Tamiz Peso Retenido (gramos) Peso Retenido Acumulado (gramos) %Retenido Acumulado
% Que Pasa
1½" 0.00 0.00 0.00 100.00
1" 251.00 251.00 6.00 94.00
¾ " 507.00 758.00 18.11 81.89 3/8" 1093.00 1851.00 44.23 55.77
#4 677.00 2528.00 60.41 39.59
Fondo 4.00 2532.00 60.50 39.50
Total 2532.00 7920.00 189.25 410.75
CUESTIONARIOS (GRANULOMETRÍA GRUESA)
Cuestionario Previo
1. ¿Cómo influye el tamaño de las partículas gruesas en la resistencia de una mezcla de
concreto?
Resp//: Las partículas gruesas influyen en este aspecto debido a que son las responsables de brindarle al concreto la confiabilidad resistiva a la compresión y por tanto el soporte, esto ocurre ya que las caras de estas partículas se adhieren de manera consistente al material.
2. ¿Cómo influye el tamaño de las partículas gruesas en la resistencia de una mezcla de
asfalto?
Resp//: Las partículas gruesas influyen en una mezcla de asfalto ya que son las responsables de brindarle a ésta la confiabilidad resistiva y por tanto el soporte, esto ocurre ya que las caras de estas partículas absorben las vibraciones de las cargas móviles y se adhieren de manera consistente al material.
3. ¿Cómo influye el tamaño de las partículas gruesas en la resistencia de una capa de
relleno?
Resp//: Las partículas gruesas influyen en este aspecto debido a que son las responsables de brindarle al relleno la confiabilidad resistiva y por tanto el soporte, esto ocurre ya que las caras de estas partículas se adhieren de manera consistente.
Resp//: Que las partículas gruesas para cada tipo de muestra (concreto, asfalto y capa de relleno) son las encargadas de brindar la confiabilidad y resistencia a la estructura. 5. Trabajarías con tamices diferentes cada una de las muestras de las preguntas 1, 2 y 3.
Explica el por qué de tu decisión.
Resp//: Sí, debido a que las normas y especificaciones de las agencias estandarizadoras indican que cada ensayo requiere del uso de tamices diferentes para realizar sus correspondientes granulometrías.
Cuestionario Final
1. ¿Qué se considera que es una buena granulometría gruesa?
Resp//: Se considera una buena granulometría gruesa a aquella que cumple en todos los aspectos con los parámetros establecidos en las normas de ensayo.
2. Grafica los datos obtenidos del ensayo para confeccionar la curva granulométrica.
Observación: Ver sección de gráficos.
3. Compara la curva granulométrica con la norma que le corresponde dependiendo del
uso que se le dará al material ensayado. Comenta sobre los resultados.
Resp//: nuestra curva granulométrica se encuentra dentro del rango para las especificaciones según la norma de ensayo para el cascajo o piedra sello asfáltico (C-1).
4. De acuerdo con lo realizado en esta práctica, la muestra tiene una granulometría
continua o discontinua.
5. De acuerdo con lo realizado en esta práctica, la muestra tiene una granulometría que
le falta material grueso o que le falta material fino.
II PARTE. GRANULOMETRÍA FINA
Procedimiento Experimental
1. Se selecciona una muestra la más representativa posible y luego se deja secar al
aire libre durante 8 días.
2. Durante estos 8 días se le palea para obtener un secado más rápido.
3. Una vez secada la muestra se cuartea hasta obtener una muestra entre 5000
gramos y 10000 gramos de agregado grueso.
4. 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 (#4, #8, #16, #30, #50, #100, #200 y
fondo).
5. 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 Peso Retenido (gramos) Peso Retenido acumulado (gramos) % Retenido acumulado
% Que pasa
#4 667.00 2 528.00 60.41 39.59
#10 528.00 3 056.00 73.02 26.98
#40 531.00 3 587.00 85.71 14.29
#200 296.00 3 883.00 92.78 7.22
Fondo 4.00 3 887.00 92.88 7.12
Total 2 036.00 16 941.00 404.80 95.2
CUESTIONARIOS (GRANULOMETRÍA FINA)
Cuestionario Previo
1. ¿Cómo influye el tamaño de las partículas finas en la resistencia de una mezcla de
concreto?
Resp//: El tamaño de las partículas finas influye en la resistencia debido a que estas rellenan las partes vacías que dejan las partículas gruesas y hacen que las mismas en conjunto con las finas obtengan una mayor distribución del esfuerzo cuando se le aplica una carga, a causa de la adherencia y amarre que las partículas finas le proporcionan a la gruesa
2. ¿Cómo influye el tamaño de las partículas finas en la resistencia de una mezcla de
asfalto?
Resp//: Gracias a las partículas finas el asfalto logra obtener una buena consistencia, lo que influye en la adherencia de la mezcla ocasionando conjuntamente con el agregado grueso y el alquitrán un efecto directo en la resistencia del concreto.
3. ¿Cómo influye el tamaño de las partículas finas en la resistencia de una capa de
relleno?
4. ¿Qué tienen en común las respuestas de las preguntas 1, 2 y 3?
Resp//: Las partículas finas de la muestra rellenan los espacios vacios que dejan las partículas gruesas, haciendo la mezcla mas compacta permitiendo así que las estructuras resistan mayores esfuerzos.
5. Trabajarías con tamices diferentes cada una de las muestras de las preguntas 1, 2 y 3.
Explica el por qué de tu decisión.
Resp//: Sí, debido a que las normas y especificaciones de las agencias estandarizadoras indican que cada ensayo requiere del uso de tamices diferentes para realizar sus correspondientes granulometrías.
Cuestionario Final
1. ¿Qué se considera que una buena granulometría fina?
Resp//: Se considera una buena granulometría fina a aquella que cumple en todos los aspectos con los parámetros establecidos en las normas de ensayo.
2. Grafica los datos obtenidos del ensayo para confeccionar la curva granulométrica.
Observación: Ver sección de gráficos.
3. Compara la curva granulométrica con la norma que le corresponde dependiendo del
uso que se le dará al material ensayado. Comenta sobre los resultados.
Resp//: Nuestra curva granulométrica se encuentra dentro del rango para las especificaciones según la norma de ensayo para el cascajo o piedra sello asfáltico (C-1).
4. De acuerdo con lo realizado en esta práctica, la muestra tiene una granulometría
continua o discontinua.
5. De acuerdo con lo realizado en esta práctica, la muestra tiene una granulometría que
le falta material grueso o que le falta material fino.
GRÁFICOS
MATERIALES
Recipientes: embases utilizados para recoger las muestras a analizar.
Balanza: es un instrumento que sirve para medir la masa. Su característica más importante es que poseen muy poca incertidumbre, lo que las hace ideales para utilizarse en mediciones muy precisas.
RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
El incremento en la resistencia a medida que disminuye el tamaño máximo del agregado se debe a una reducción en los esfuerzos de adherencia debido al aumento de la superficie específica de las partículas. Las fuerzas de vínculo dependen de la forma y textura superficial del agregado grueso.
También se considera que la alta resistencia producida por agregados de menor tamaño se debe a una baja en la concentración de esfuerzos alrededor de las partículas, la cual es causada por la diferencia de los módulos elásticos del agregado.
Las características de los materiales con una mayor cantidad de caras partidas producen un mayor rendimiento en cuanto a la resistencia de la muestra a producir, en comparación con cualquier otra característica del material. Esto se debe al vínculo mecánico que se desarrolla en las partículas angulosas lo que conlleva a una mejor transmisión de las cargas aplicadas.
Por otra parte, podemos concluir que el porcentaje de vacíos o huecos en la mezcla influye en la contribución del asfalto en las propiedades de la mezcla, lo que conlleva a que a menor contenido de vacíos, mayor es la influencia del mismo en el ahuellamiento y la resistencia.
efectos de ahuellamiento y presentan propiedades mecánicas y dinámicas mayores a las otras mezclas.
De igual forma, concluimos que las mezclas abiertas o de granulometría discontinua exhiben una mayor susceptibilidad a la deformación plástica y son aún más vulnerables al ahuellamiento a temperaturas altas, que las mezclas densas o elaboradas con granulometrías continuas.
Resulta de gran importancia mencionar que el agregado fino causa un efecto mayor en las proporciones de la mezcla que el agregado grueso esto se debe a que los primeros tienen una mayor superficie específica y como la pasta tiene que recubrir todas las superficies de los agregados, el requerimiento de pasta en la mezcla se verá afectado por la proporción en que se incluyan éstos.
BIBLIOGRAFÍA
Eulalio Juárez Badillo y Alfonso Rico Rodríguez; Mecánica de Suelos. Tomo 1. Fundamentos de la Mecánica de Suelos; Editorial: LIMUSA- Noriega, Tercera Edición 1996. México, D.F.
