Manual Ensayo Arido t1 Muestreo

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DE ÁRIDOS PARA EL MARCADO CE

Madrid, Abril de

2004

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ÍNDICE

ÍNDICE ÍNDICE CAPÍTULO 1: Definiciones CAPÍTULO 1: Definiciones

CAPÍTULO 2: Instrumental equipos y material utilizado en los

CAPÍTULO 2: Instrumental equipos y material utilizado en los ensayosensayos CAPÍTULO 3: Métodos de muestreo

CAPÍTULO 3: Métodos de muestreo

CAPÍTULO 4: Métodos para la reducción de

CAPÍTULO 4: Métodos para la reducción de muestras de laboratoriomuestras de laboratorio CAPÍTULO 5: Determinación del contenido en agua por

CAPÍTULO 5: Determinación del contenido en agua por secado en estufasecado en estufa CAPÍTULO 6: Determinación de la granulometría de un

CAPÍTULO 6: Determinación de la granulometría de un árido. Método del tamizadoárido. Método del tamizado CAPÍTULO 7: Determinación de la forma de l

CAPÍTULO 7: Determinación de la forma de las partículas. Coeficiente de formaas partículas. Coeficiente de forma CAPÍTULO 8: Determinación de la forma de l

CAPÍTULO 8: Determinación de la forma de las partículas. Índice de lajasas partículas. Índice de lajas CAPÍTULO 9: Determinación del porcentaje de caras de fr

CAPÍTULO 9: Determinación del porcentaje de caras de fractura del árido gruesoactura del árido grueso CAPÍTULO 10: Evaluación de los finos. Determinación del

CAPÍTULO 10: Evaluación de los finos. Determinación del equivalente de arenaequivalente de arena ANEXO A: Cuaderno de segui

ANEXO A: Cuaderno de seguimiento de los ensayos de contmiento de los ensayos de control de la producciónrol de la producción ANEXO B: Tabla de en

ANEXO B: Tabla de ensayos objeto del curso, equipos necesayos objeto del curso, equipos necesarios y especificacionessarios y especificaciones ANEXO

ANEXO C: C: Tabla Tabla de de ensayos ensayos necesarios necesarios y y normas normas aplicables aplicables a a los los ensayos, ensayos, para para lala obtención del marcado CE

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CAPÍTULO 1

DEFINICIONES

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DEFINICIONES.

En el desarrollo de este manual utilizaremos una serie de conceptos que para su mejor En el desarrollo de este manual utilizaremos una serie de conceptos que para su mejor comprensión se enumeran y explican

comprensión se enumeran y explican a continuación:a continuación: Lote

Lote..

Cantidad de producción, cantidad entregada o fracción de ésta, carga de ferrocarril camión o Cantidad de producción, cantidad entregada o fracción de ésta, carga de ferrocarril camión o buque) o apilamiento fabricado de una sola

buque) o apilamiento fabricado de una sola vez en condiciones que se vez en condiciones que se suponen uniformes.suponen uniformes. En un proceso continuo se considera como lote la cantidad producida en un intervalo de En un proceso continuo se considera como lote la cantidad producida en un intervalo de tiempo determinado.

tiempo determinado.

Fracción de muestra para ensayo Fracción de muestra para ensayo..

Cantidad de material que se extrae de un lote en una sola operación del aparato de Cantidad de material que se extrae de un lote en una sola operación del aparato de muestreo.

muestreo.

Muestra bruta. Muestra bruta.

Conjunto de las fracciones de muestra tomadas. Conjunto de las fracciones de muestra tomadas. Muestra representativa

Muestra representativa..

Muestra bruta obtenida a partir de fracciones

Muestra bruta obtenida a partir de fracciones de muestra, tomadas de acuerdo con un de muestra, tomadas de acuerdo con un planplan de muestreo establecido con el fin de conseguir que la calidad de esta muestra se

de muestreo establecido con el fin de conseguir que la calidad de esta muestra se corresponda con la del lote.

corresponda con la del lote. Muestra de laboratorio Muestra de laboratorio..

Muestra reducida obtenida de una muestra bruta, destinada a

Muestra reducida obtenida de una muestra bruta, destinada a los ensayos en el llos ensayos en el laboratorio.aboratorio. Submuestra

Submuestra..

Muestra obtenida a partir de fracciones de muestra o de una muestra bruta por un Muestra obtenida a partir de fracciones de muestra o de una muestra bruta por un procedimiento de reducción.

procedimiento de reducción. Muestra de ensayo

Muestra de ensayo..

Muestra utilizada íntegramente para un mismo ensayo. Muestra utilizada íntegramente para un mismo ensayo. Submuestra de ensayo

Submuestra de ensayo..

Muestra utilizada para una sola determinación de

Muestra utilizada para una sola determinación de una propiedad determinada en aquellosuna propiedad determinada en aquellos casos en los que

casos en los que el método de ensayo necesita realizar más de el método de ensayo necesita realizar más de una determinación de dichauna determinación de dicha propiedad.

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División en mitades División en mitades.. División de una

División de una muestra en dos submuestras de aproximadamente la misma masa.muestra en dos submuestras de aproximadamente la misma masa. División en

División en 33 44..

División de una

División de una muestra en dos submuestras, de masas aproximadasmuestra en dos submuestras, de masas aproximadas 33 44 yy 11 44 de la masade la masa

de la muestra original. de la muestra original. División en

División en 55 88..

División de una

División de una muestra en dos submuestras, de masas aproximadasmuestra en dos submuestras, de masas aproximadas 55 88 yy 33 88 de la masade la masa

de la muestra original. de la muestra original.

Denominación del árido según su tamaño Denominación del árido según su tamaño.. El nombre del árido se pone en función de los

El nombre del árido se pone en función de los tamaños de los tamices inferior (d) y superiortamaños de los tamices inferior (d) y superior (D), indicándolo como

(D), indicándolo como d d D D..

Por ejemplo Tendremos un árido 6/20

Por ejemplo Tendremos un árido 6/20 cuando el tamaño de sus partículas cuando el tamaño de sus partículas de menor tamañode menor tamaño sea de 6mm y el

sea de 6mm y el de las de menor de las de menor tamaño sea 20mm.tamaño sea 20mm. Masa constante

Masa constante..

Masa correspondiente a la última de

Masa correspondiente a la última de una serie de pesadas obtenidas después de una serie de pesadas obtenidas después de al menosal menos una hora de secado y tal que no difieren entre sí

una hora de secado y tal que no difieren entre sí más del 0,1%.más del 0,1%. Para alcanzar la masa constante se procede de manera análoga a

Para alcanzar la masa constante se procede de manera análoga a como se hace en el como se hace en el ensayoensayo de contenido en agua del árido, pudiéndose incluso realizar dicho ensayo con anterioridad a de contenido en agua del árido, pudiéndose incluso realizar dicho ensayo con anterioridad a este de granulometría y utilizar sus

este de granulometría y utilizar sus resultados.resultados. Fracción

Fracción granulométricgranulométricaa..

Masa de un árido que pasa por el mayor de dos tamices y es retenida por el menor. Masa de un árido que pasa por el mayor de dos tamices y es retenida por el menor. Longitud de partícula (L)

Longitud de partícula (L)..

Máxima de todas las longitudes posibles de

Máxima de todas las longitudes posibles de la partícula.la partícula. Grosor de la partícula (E)

Grosor de la partícula (E)..

Mínima de todas las longitudes posibles de la partícula. Mínima de todas las longitudes posibles de la partícula. Caras de fractura.

Caras de fractura.

Superficies de una partícula

Superficies de una partícula de grava producidas por machaqueo o rde grava producidas por machaqueo o rotura debido a fuerzasotura debido a fuerzas naturales y que están limitadas por aristas

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Si las aristas de las superficies de una partícula de graba triturada están desgastadas o meteorizadas por acción de la intemperie, sus superficies se deben considerar como redondeadas a los efectos de este método de ensayo.

Partícula totalmente triturada.

Será aquella partícula con más del 90% de caras de fractura (tc). Partícula triturada.

Será aquella partícula con más del 50% de caras de fractura (c). Partícula redondeada.

Será aquella partícula con el 50% o menos de caras de fractura (r). Partícula totalmente redondeada.

Será aquella partícula con más del 90% de las superficies redondeadas (tr) Finos.

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Construcción

CAPÍTULO 2

INSTRUMENTAL EQUIPOS Y

MATERIAL

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INSTRUMENTAL, EQUIPOS Y MATERIAL

Bolsas.

De plástico con cierre mediante bridas de plástico: se utilizan para contener la muestra de árido antes de que éste sea ensayado. Si el cierre no es hermético o si los sacos o bolsas fueran de celulosa o similar el agua contenida en el árido pasaría al ambiente o sería absorbida por el saco o la bolsa, con lo que no se determinaría la cantidad de agua que realmente se encuentra en el árido.

Tamices de ensayo.

De aberturas cuadradas y con los siguientes tamaños de abertura: 80 mm; 63 mm; 50 mm; 40 mm; 31,5 mm; 25 mm; 20 mm; 16 mm; 12,5 mm; 10 mm; 8 mm; 6,3 mm; 5 mm y 4 mm. (Tamiz de 2 mm para el ensayo del equivalente de arena).

Tamices de barras.

Formados por barras cilíndricas paralelas y con tolerancias que deben aplicarse a toda la longitud de las barras de 40 mm; 31.5 mm; 25 mm; 20 mm; 16 mm; 12.5 mm; 10 mm; 8 mm; 6.3 mm; 5 mm; 4 mm; 3.15 mm; 2.5 mm.

Tapa y fondo herméticos para los tamices de ensayo.

Tapas para evitar que salga despedido parte del material al tamizar y fondos para recoger el material tamizado.

Estufa ventilada.

Regulada por un termostato que mantenga la temperatura a 110±5°C u otro aparato que

permita el secado de los áridos sin causar la rotura de las partículas. Dispositivo de lavado del árido.

Compuesto por un grifo, una pileta con su desagüe y las bandejas necesarias para depositar en ellas el árido a lavar.

Balanzas de precisión.

De la capacidad adecuada y con una precisión en la mayoría de los casos de ±0,1% de la

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Lo habitual es que la precisión de las balanzas que se venden, no coincidan exactamente con la precisión mínima que necesitamos y entonces recurramos a una que tenga más precisión, es decir, 0,01 gramos de precisión, ya que las precisiones que se suelen comercializar para uso en áridos son 10 g, 1g , 0,1g y 0,01 g (cuanto más precisa sea la balanza, más elevado será su precio y también generalmente se reducirá su capacidad máxima para pesar).

Bandejas.

Actúan como base para el pesado del árido en la balanza. También sirven, por ejemplo, para depositar la cantidad de muestra que queremos ensayar. Deben ser metálicas, de vidrio o de porcelana, es decir, de material no absorbente y lo más ligeras posible.

Máquina de tamizar.

La utilizaremos opcionalmente para tamizar de manera mecánica, pero teniendo en cuenta que al final siempre hay que finalizar el tamizado a mano.

Desecador.

Recipiente generalmente de vidrio, con tapa y en cuyo fondo o parte inferior se encuentra un producto (por ejemplo, gel de sílice o cloruro cálcico) que absorbe la humedad. Sobre dicho producto se dispone una parrilla que es sobre la que se apoya la bandeja que contiene el material que deseamos enfriar y que no queremos que incorpore humedad mientras se produce el enfriamiento del material.

Pie de rey.

Instrumento de medida con dos partes para medir que mantienen entre ellas una relación de 3 usado en el ensayo del coeficiente de forma.

Cepillos o escobillas.

Utilizados para la limpieza de los finos que quedan en las bandejas, tamices y equipos utilizados.

Espátula.

Metálica o de plástico para distribuir uniformemente el árido en las bandejas o recipientes, cuando sea necesaria dicha espátula.

Cronómetro.

Para controlar los tiempos de permanencia en estufa y de enfriamiento, o para medir los tiempos en el ensayo del equivalente de arena.

Termómetro.

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Probetas cilíndricas graduadas para el equivalente de arena.

De vidrio o de plástico transparente, provistas de tapones de caucho con dos marcas visibles situadas a 100 ± 0,25 mm y 380 ± 0,25 mm de la base, y que tengan las siguientes dimensiones:

o Espesor de paredes de unos 3 mm; o Diámetro interior de 32 ± 0,5 mm; o Altura de 430 ± 0,25 mm.

Pistón tarado para el equivalente de arena. Consistente en :

o Una varilla de 440 ± 0,25 mm de longitud;

o Pié de25 ± 0,1 mm de espesor, de superficie inferior plana, lisa y normal al eje de la varilla, al cual se incorporan tres tornillos laterales para el centrado del pistón en la probeta, permitiendo una pequeña holgura;

o Un disco, de 100 ± 0,1 mm de espesor, que se adapte a la parte superior de la probeta graduada, para que actúe como guía de la varilla y para indicar, al mismo tiempo, la distancia hasta la que se introduce el pistón dentro de la probeta. El disco deberá tener un tornillo para bloquear la varilla del pistón y una ranura para la regla graduada;

o El extremo superior de la varilla, llevará fijado un lastre cilíndrico de características tales que el conjunto (varilla, pie y lastre) tenga una masa total de 1 ± 0,01 kg

Las partes del pistón que se sumergen deberán ser de un metal anticorrosivo. Regla de 500 mm, graduada en milímetros.

Tubo lavador,

para el ensayo del equivalente de arena.

Deberá contar con un grifo en la parte superior y estará constituido por un tubo rígido de metal anticorrosivo con las siguientes dimensiones:

1. Diámetro exterior 6 ± 0,5 mm; 2. Diámetro interior 4 ± 0,2 mm; 3. longitud aproximada de 500 mm.

El extremo del tubo deberá ser cónico, hecho de metal anticorrosivo, y deberá tener un acoplamiento roscado (tornillo). Asimismo, deberán de realizarse en puntos diametralmente opuestos de la superficie del cono, dos orificios de 1 ± 0,1 mm de diámetro

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De vidrio o de plástico transparente de 5 l de volumen y provista de un sistema de

sifón, cuya base esté colocada aproximadamente a 1 m por encima de la mesa de

trabajo.

Tubo de plástico o de caucho, para el ensayo del equivalente de arena.

Con una longitud aproximada de 1,5 m y un diámetro interior aproximado de 5 mm, para unir el tubo lavador al sifón.

Embudo,

para el ensayo del equivalente de arena.

Para pasar la muestra de ensayo a la probeta graduada.

Máquina de agitación,

para el ensayo del equivalente de arena.

Capaz de imprimir a la probeta graduada un movimiento horizontal rectilíneo periódico y sinusoidal de 200 ± 10 mm de amplitud, con un periodo de 1/3 de segundo.

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CAPÍTULO 3

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MÉTODOS DE MUESTREO.

OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN.

El objetivo del muestreo es el obtener una muestra bruta que sea representativa de las propiedades medias del lote.

Se especifican los métodos para obtener muestras de áridos, procedentes de entregas o instalaciones de preparación y tratamiento, incluidos los apilamientos.

Los métodos especificados son también adecuados para obtener fracciones de muestra que puedan someterse a ensayo por separado.

También se presentan métodos de reducción de las muestras.

PRINCIPIOS DEL MUESTREO

El muestreo y el transporte adecuado y cuidadoso son requisitos previos para que un análisis ofrezca resultados fiables.

El empleo correcto de los aparatos especificados ayuda a evitar muestreos sesgados. Las desviaciones del muestreo debidas a la heterogeneidad del lote se reducen a un nivel aceptable si se toma un número adecuado de fracciones de muestra.

Si el árido se homogeneiza por procedimientos de producción, una fracción de muestra amplia puede ser representativa del lote.

Las fracciones de muestra deben ser elegidas aleatoriamente de todas las partes del lote que sea representado por la muestra bruta.

Los áridos en los que no puede obtenerse ninguna fracción de muestra (porque no sea accesible o por cualquier otra razón practica), no deben considerarse como pertenecientes al lote representado por la muestra bruta. Así, si las fracciones de muestra proceden de áridos descargados de un silo, la muestra bruta representa a los áridos descargados, pero no a los que permanecen en el silo.

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MASA Y NÚMERO DE MUESTRAS (FRACCIONES) BRUTAS PARA ENSAYO.

La masa de la muestra bruta debe ser calculada considerando la naturaleza y el número de ensayos, los tamaños de los áridos y su densidad

Se recomienda que la masa mínima de una muestra bruta se calcule de acuerdo con la fórmula siguiente:

D M =6⋅ρ _b ⋅

donde:

M es la masa de la muestra en kilogramos. D es el máximo tamaño de grano en milímetros.

b

ρ es la densidad aparente, en toneladas por metro cúbico.

El número de fracciones de muestra que constituyen la muestra bruta debe elegirse de acuerdo con las experiencias previas de muestreo de áridos similares procedentes de procesos de fabricación análogos. Esta experiencia debe basarse preferentemente en los resultados de los informes de ensayos.

PLAN DE MUESTREO.

Se preparará previamente un plan de muestreo, considerando la granulometría del árido, la naturaleza y el tamaño del lote, las circunstancias locales y los objetivos del muestreo.

El plan de muestreo debe incluir:

 El tipo de árido.

 El objetivo del muestreo.

 La identificación de los puntos de muestreo.

 La masa aproximada de las fracciones de muestra.

 El número de las fracciones demuestra y el aparato de muestreo a utilizar.  Los métodos de muestreo y de reducción de muestras.

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PROCEDIMIENTOS DE MUESTREO

 GENERALIDADES

Conviene que los áridos se muestreen preferentemente en una cinta transportadora estacionaria, o bien en el flujo de materiales en movimiento. Conviene que las fracciones de muestra se tomen a intervalos regulares en los lotes en movimiento. Para los materiales en movimiento no debe utilizarse el muestreo manual con palas. A continuación se explicarán los procedimientos de muestreo más usuales, para

seguidamente enumerar los restantes procedimientos.

 MUESTREO EN CINTAS TRANSPORTADORAS ESTACIONARIAS.

Todas las muestras deben de tomarse en el mismo punto de muestreo. El material debe de proceder de una sección transversal completa de la cinta transportadora. Conviene usar un bastidor de muestreo para separar el material que debe de constituir la fracción de muestra en el punto de muestreo. En lugar del bastidor de muestreo, también se puede utilizar una pala o una placa de chapa para separar por ambos extremos la fracción de muestra, del material que reste en la cinta transportadora. Conviene que la longitud de esta fracción de muestra corresponda aproximadamente a tres veces la anchura del flujo de material que se mueve sobre la cinta.

 MUESTREO EN LOS PUNTOS DE CAIDA Y DESCARGA DE CINTA.

El equipo mecánico constituye el medio más practico de extracción demuestras en los puntos de caida y descarga de cintas transportadoras. En la medida de los posible hay que evitar el muestreo manual ya que implica riesgos y errores.

La duración total del muestreo debe dividirse en un número de intervalos iguales y debe tomarse una fracción de muestra en mitad de cada intervalo.

Cada fracción demuestra se tomará pasando el dispositivo de muestreo (caja de muestreo) a través del flujo de descarga con un movimiento uniforme, asegurando la intercepción completa de la sección de flujo de material.

Las muestras pueden ser igualmente extraídas por el mismo procedimiento a la salida de una criba.

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Deben de tomarse fracciones demuestra de tamaño más o menos igual en diferentes puntos y a diferentes alturas o profundidades del conjunto del apilamiento.

El emplazamiento y el número de extracciones deben tener en cuenta la manera en que esté constituido el apilamiento, su forma y la posibilidad de segregación interna. La toma de muestras debe efectuarse con la ayuda de un cogedor manual, una pala o una cubeta en el punto más profundo de cada orificio.

 Otros procedimientos de muestreo de menor relevancia son:

o Muestreo de áridos transportados neumáticamente. o Muestreo de áridos embalados.

o Muestreo de materiales en transportadores de cangilones, palas cargadoras o cucharas de mandíbulas.

o Muestreo en silos

o Muestreo en vagones de ferrocarril, camiones o embarcaciones.

REDUCCIÓN DE MUESTRAS

 REDUCCIÓN DE UNA MUESTRA BRUTA CON AYUDA DE UN DIVISOR.

Colocar la muestra bruta en uno de los recipientes del divisor y situar los otros dos recipientes en posición. Verter los áridos por el lado mayor del depósito, sobre el eje central del divisor. Rechazar los áridos que caigan en uno de los otros dos recipientes. Repetir la operación cuantas veces sea necesario, a fin de conseguir muestras para laboratorio del tamaño deseado.

Si la muestra bruta es demasiado grande para introducirla en el recipiente del divisor, se dividirá en submuestras más pequeñas, reduciendo cada una el mismo número de veces, y combinando las submuestras reducidas.

 REDUCCIÓN DE FRACCIONES DE MUESTRA CON AYUDA DE UN DIVISOR.

Si las fracciones de muestra deben permanecer separadas, se utilizará el procedimiento de reducción de una muestra bruta con divisor para reducir cada fracción por el mismo número de etapas de división. Si es necesario, se combinarán las fracciones reducidas para preparar la muestra para laboratorio.

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Colocar la muestra bruta sobre la superficie de trabajo, y mezclarla cuidadosamente, dándole la forma de un montón cónico, y removiéndola con la pala para formar un nuevo cono.

Repetir esta operación tres veces. Para formar los conos, depositar cada palada sobre el vértice del nuevo cono, de manera que los áridos rueden sobre las pendientes de manera uniforme y bien distribuida, y que se mezclen adecuadamente los áridos de tamaños diferentes.

Aplastar el tercer cono hundiendo la pala de manera repetida y en posición vertical en su vértice, a fin de formar un montón aplastado de espesor y diámetro uniformes. Cuartear el montón aplastado siguiendo dos ejes que se corten en ángulos rectos. Eliminar los dos cuartos opuestos y volver a formar un montón con el resto con ayuda de una pala.

Repetir la operación de homogeneización y cuarteo hasta obtener una muestra de laboratorio de las dimensiones requeridas.

 REDUCCIÓN DE LAS FRACCIONES DE MUESTRA POR CUARTEO.

Cuando las fracciones de muestra se han conservado separadamente, hay que seguir el procedimiento de reducción de una muestra por cuarteo para reducir cada fracción mediante el mismo número de etapas de homogeneización y división por cuarteo. Si es necesario, combinar las fracciones de muestra reducidas con el fin de obtener la muestra para laboratorio.

 REDUCCIÓN DE LAS MUESTRAS POR PALADAS ALTERNAS.

Las paladas alternas es un procedimiento utilizado para la reducción de una muestra bruta en un cierto número de submuestras de masa aproximadamente igual, de las que una (o varias) se conservan como muestra de laboratorio.

El procedimiento consiste en determinar la masa aproximada m (en kg) de la

muestra bruta y el número nde submuestras que se desea obtener. Utilizar una pala

que pueda contener como máximo una masa m (30n) en kg de áridos.

Tomar unas paladas de muestra bruta y añadirlas una a una a cada una de las n

submuestras, hasta que se haya utilizado toda la muestra bruta. Elegir al azar la submuestra o submuestras que deben conservarse.

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MARCADO. EMBALAJE Y ENVÍO DE LAS MUESTRAS.

Las muestras y sus recipientes deben ir marcados de manera clara e indeleble. Las marcas deben incluir:

1. Un código único, o bien

2. Una identificación de las muestras de laboratorio, el lugar y la fecha del muestreo y la designación del material.

3. Las muestras de laboratorio deben ser embaladas y transportadas de manera que se preserve su estado hasta el momento del muestreo; por ejemplo, el árido todo uno debe de ser embalado en recipientes limpios, de manera que no se pierdan los finos durante el transporte. Si es necesario, los recipientes deben ir dotados de una tapa hermética, por ejemplo, para preservar la humedad o las materias volátiles de las muestras de laboratorio.

INFORME DEL MUESTREO

El operador debe preparar un informe del muestreo de cada muestra o cada grupo de muestras de laboratorio, de acuerdo con su origen. El informe del muestreo debe hacer referencia a la norma europea seguida (UNE-EN 933-1), y mencionar:

1. La identificación del informe de muestreo (número de serie);

2. La marca o marcas de identificación de la muestra para laboratorio; 3. La fecha y el lugar de muestreo;

4. La granulometría y el tamaño del lote;

5. El punto de muestreo o la identificación del lote muestreado; 6. Una referencia al plan de muestreo;

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Construcción

CAPÍTULO 4

MÉTODOS PARA LA

REDUCCIÓN DE MUESTRAS

DE LABORATORIO

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MÉTODOS PARA LA REDUCCIÓN DE MUESTRAS

DE LABORATORIO.

Se especifican los métodos de reducción de muestras de laboratorio de áridos en muestras de ensayo, cuando la masa de la muestra de ensayo es:

1. Especificada por una masa mínima;

2. Especificada por una tolerancia alrededor de un valor;

3. Determinada de modo preciso por las especificaciones del propio ensayo.

FUNDAMENTOS DEL MÉTODO

La finalidad de los procedimientos detallados en este capítulo es la obtención de muestras de ensayo, con el mínimo número de etapas de división, y, en la medida de lo posible, impedir que el operador introduzca pequeñas modificaciones en la muestra de ensayo o tenga que seleccionar las partículas que forman parte de la misma.

CONSIDERACIONES PREVIAS:

 CONTENIDO EN HUMEDAD Y HOMOGENEIDAD DE LA MUESTRA

Cuando se deba determinar el contenido en humedad de un árido, se tomará una o más muestras de ensayo antes del secado. No se deberán emplear cuarteadores o divisores mecánicos. Cuando las muestras de ensayo se necesiten para otras aplicaciones, distintas de la determinación del contenido en humedad, y se tenga que emplear un cuarteador o un divisor mecánico, deberá llevarse la muestra de laboratorio a un estado en que circule libremente.

Para los áridos que contienen finos que se segregan en seco, o para los áridos que contienen partículas de visibles a simple vista, se recomienda someterlos a un proceso de reducción de muestras en el mismo estado en que se hayan recibido en el laboratorio, sin secar.

Si después de una inspección ocular se comprueba que la muestra de laboratorio necesita mezclarse, conviene efectuarse esta operación sobre una bandeja de

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muestreo. En el caso de los áridos con tamaños de partículas muy variables, es conveniente separar la muestra de laboratorio en dos o más fracciones por tamizado, y reducir cada fracción de modo independiente.

 MÉTODOS QUE ESPECIFICAN SÓLO UNA MASA MÍNIMA DE MUESTRA

Cuando el método de ensayo sólo especifica una masa mínima de la muestra de ensayo, o de cada una de las submuestras de ensayo, se deberá emplear uno de los siguientes procedimientos para obtener masas comprendidas entre el 100% y el 150% de la masa mínima requerida (el procedimiento recomendado es el 1. siendo el resto alternativos):

1. Reducción de la muestra con un divisor de muestras rotativo. 2. Reducción de la muestra con un cuarteador.

3. Reducción de la muestra con paladas alternas. 4. Reducción de la muestra por cuarteo.

 MÉTODOS QUE PEMITEN UNA TOLERANCIA IMPORTANTE SOBRE LA MASA

ESPECIFICADA DE LA MUESTRA

Cuando el método de ensayo especifica una masa de la muestra de ensayo en función de la capacidad de los equipos empleados en el ensayo, y que permiten tolerancias amplias para la misma, se deberá emplear uno de los siguientes procedimientos (el recomendado es el 1, el resto son alternativos) para obtener una masa de la muestra de ensayo dentro del margen ± 15 % de la masa especificada:

1. Reducción de la muestra con un divisor de muestras rotativo; 2. Reducción de la muestra con un cuarteador;

3. Reducción de la muestra con paladas alternas.

PROCEDIMIENTOS DE REDUCCIÓN DE MUESTRAS

 REDUCCIÓN CON UN DIVISOR ROTATIVO.

Se selecciona una configuración del divisor de muestras rotativo para obtener una masa de muestra de ensayo comprendida entre el 100% y el 150%. O entre el 80% y el 115%, de la masa especificada, según corresponda en función de los requisitos del método de ensayo.

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Los cálculos y los sistemas de divisiones para la reducción de muestras empleando un cuarteador, también podrán aplicarse a un divisor de muestras rotativo siempre que pueda dividirse en un número pequeño de submuestras idénticas.

Se coloca la muestra en la tolva y se pone en marcha el motor. Cuando el motor alcance su velocidad de régimen, se arranca el alimentador vibrante.

Se comprueba que se han realizado como mínimo 35 revoluciones antes de obtener la muestra de laboratorio. Si no se han efectuado, se vuelven a combinar las submuestras y se repite la reducción de las muestras a una velocidad menor.

Si el divisor de muestras mecánico no está equipado con un alimentador y/o si no ha sido posible alcanzar las 35 revoluciones, se debe comprobar si la masa de cada muestra de ensayo está comprendida entre 100% y 150%, o entre 80 y 115% de la masa especificada, según corresponda.

 REDUCCIÓN CON UN CUARTEADOR.

Se pone la muestra en uno de los recipientes del cuarteador, extendiendo uniformemente el material sobre toda la superficie del recipiente. Se colocan los otros dos recipientes en su posición. Se vierte la muestra desde el lateral mayor del cuarteador, hacia la línea central del mismo.

o Obtención de una muestra de ensayo entre el 100% y el 150% de una masa especificada.

1. Cálculos:

Se determina el valor de la masa de la muestra de ensayo (m_T) especificada

por el método de ensayo, y calcular 0,75 m_T y 1,5 m_T.

Se determina la masa de la muestra de laboratorio (m_L) y la masa de la

submuestra (m_S) se calcula según la siguiente expresión:

... ; 16 ; 8 ; 4 ; 2 L L L L S m m m m m =

hasta obtener una m_S que sea inferior a 1,5 m_T.

(25)

Si m_S está comprendida entre 0,75 m_T y m_T se reduce la muestra de ensayo

mediante una división en 3 4 y, continuar con divisiones en mitades, hasta

obtener la masa de la muestra de ensayo requerida.

Si m_S está comprendida entre m_T y 1,5 m_T se realizan divisiones en mitades

hasta obtener la masa del a muestra de ensayo requerida.

o Obtención de una muestra de ensayo entre el 85% y el 115% de una masa especificada.

1. Cálculos:

Se determina el valor de la masa de la muestra de ensayo (m_T) especificada

por el método de ensayo, y calcular 0,75 m_T y 0,85 m_T y 1,5 m_T.

Se determina la masa de la muestra de laboratorio (m_L) y la masa de la

submuestra (m_S) se calcula según la siguiente expresión:

... ; 16 ; 8 ; 4 ; 2 L L L L S m m m m m =

hasta obtener una m_S que sea inferior a 1,5 m_T.

2. Reducción de muestras

Si m_S está comprendida entre 0,75 m_T y 0,85 m_T se reduce la muestra de

laboratorio mediante una división en 5 8 y, continuar con divisiones en

mitades, hasta obtener la masa de la muestra de ensayo requerida.

Si m_S está comprendida entre 0,85 m_T y 1,15 m_T se realizan divisiones en

mitades hasta obtener la masa del a muestra de ensayo requerida.

Si m_S está comprendida entre 1,15 m_T y 1,5 m_T se reduce la muestra de

laboratorio mediante una división en 3 4 y, continuar con divisiones en

mitades, hasta obtener la masa de la muestra de ensayo requerida.

 REDUCCIÓN POR PALADAS ALTERNAS.

Si no se dispone de un divisor de muestras apropiado, se podrá emplear el procedimiento de paladas alternas para dividir una muestra de la laboratorio en un número de submuestras de aproximadamente la misma masa.

(26)

Se calcula el número n de submuestras a obtener con el procedimiento de paladas alternas a partir de:

T L m m n = a continuación:

o Si la masa de la muestra de ensayo ha de estar comprendida entre 100% y 150% de m_T, redondear nal número entero más próximo por defecto.

o Si la masa de la muestra de ensayo ha de estar comprendida entre el 100% y el 115% de m_T, redondearn al número entero más próximo.

Las paladas alternas es un procedimiento utilizado para la reducción de una muestra bruta en un cierto número de submuestras de masa aproximadamente igual, de las que una (o varias) se conservan como muestra de laboratorio.

El procedimiento consiste en determinar la masa aproximada m (en kg) de la

muestra bruta y el número nde submuestras que se desea obtener. Utilizar una pala

que pueda contener como máximo una masa m (30n) en kg de áridos.

Tomar unas paladas de muestra bruta y añadirlas una a una a cada una de las n

submuestras, hasta que se haya utilizado toda la muestra bruta. Elegir al azar la submuestra o submuestras que deben conservarse.

 REDUCCIÓN POR CUARTEO.

1. Se coloca la muestra de laboratorio sobre la superficie de trabajo.

2. Se mezcla cuidadosamente la muestra, para darle la forma de un montón cónico. 3. Se revuelve con la pala para formar un nuevo cono.

4. Se repite esta operación tres veces.

Al formar los conos, se deposita cada palada sobre el vértice del nuevo cono, de modo que el árido se deslice sobre la superficie lateral del cono, de manera uniforme y distribuida de manera regular para que los distintos tamaños queden bien mezclados.

Se aplasta el tercer cono, hundiendo la pala verticalmente de manera repetida por el vértice, para formar un montón de espesor y diámetro uniformes.

(27)

Se cuartea el montón aplastado siguiendo dos diámetros perpendiculares. Se eliminan dos cuartos opuestos y se vuelve a formar un montón con el resto, con ayuda de una pala.

Se repite el proceso de homogeneización y cuarteo hasta obtener la masa de la muestra de ensayo especificada.

 REDUCCIÓN CON TRITURACIÓN.

La reducción de muestras de laboratorio a muestras de ensayo para los análisis químicos deberá hacerse triturando las submuestras en las etapas intermedias.

Para asegurar que la muestra de ensayo es representativa de la muestra original, la masa de la submuestra en ninguna de las etapas intermedias deberá ser menor que los valores límites señalados en la siguiente tabla:

Tamaño máximo de partícula mm) Masa mínima de la submuestra (g) 1 100 2 200 4 500 8 800 63 10000 Tamaño máximo de partícula mm) Masa mínima de la submuestra (g) 8 800 16 1000 32 2000 63 10000

 REDUCCIÓN PARA OBTENER MUESTRAS DE ENSAYO DUPLICADAS

Cuando se necesitan dos muestras de ensayo para la realización del mismo

método de ensayo, se deberá de utilizar uno de los siguientes procedimientos:

1. Se divide la muestra de laboratorio en dos submuestras por división en mitades. Se separan las dos submuestras y se obtiene una muestra de una ensayo de la masa especificada a partir de cada submuestra.

2. Se obtiene una muestra de ensayo con la masa requerida y se vuelve a juntar todo el material desechado al obtenerla, se mezcla uniformemente dicho material, y se repite el mismo procedimiento para obtener la segunda muestra de ensayo.

3. Se obtienen varias muestras de ensayo de una masa igual a la requerida y se seleccionan dos al azar.

(28)

Laboratorio Oficial para Ensayos de Materiales de Construcción

CAPÍTULO 5

DETERMINACIÓN DEL

CONTENIDO EN AGUA POR

(29)

CONTENIDO EN AGUA POR SECADO EN ESTUFA.

OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN:

Determinar el contenido de agua libre de un árido que se encuentra en su superficie o en los poros que estén en contacto con el exterior.

FUNDAMENTO:

El método se estructura en tres etapas.

 Primero.

Hay que determinar la masa del árido incluyendo el agua que tenga presente.

 Segundo.

A continuación se trata de evaporar el agua presente en el árido mediante su introducción en una estufa hasta obtener la masa constante en seco, es decir, eliminar por evaporación en una estufa toda el agua que esté en la superficie del árido o en sus poros exteriores.

 Tercero.

Por último, se calcula la diferencia de peso entre el árido húmedo y el árido seco, expresándolo en tanto por ciento del árido seco; es lo que se denomina contenido en agua por secado en estufa.

PROCEDIMIENTO OPERATIVO: Etapas y descripción. A. ETAPAS DEL PROCEDIMIENTO OPERATIVO.

1. Selección de la cantidad mínima necesaria de árido. 2. Selección de bandejas.

3. Determinación del peso de las bandejas vacías. 4. Distribución del árido en las bandejas.

5. Determinación del peso de las bandejas con el árido y del peso del árido sin incluir el peso de las bandejas.

6. Primer secado en estufa.

7. Primer enfriamiento del árido en desecador.

8. Determinación del peso del árido secado por 1ª vez. 9. Segundo secado en estufa.

10. Segundo enfriamiento del árido en desecador.

11. Determinación del peso del árido secado por 2ª vez.

(30)

13. Cálculo del resultado del ensayo: contenido en agua en %. 14. Redacción del informe de resultados del ensayo.

B. DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO OPERATIVO.

1. Seleccionamos la cantidad mínima necesaria de árido para el ensayo, y la extraemos de la bolsa que contiene la muestra.

Figura 1: Bolsa de plástico con cierre mediante brida de plástico que contiene la muestra.

La cantidad mínima necesaria de árido para realizar el ensayo depende del tamaño de las fracciones que tenga el árido del cual queremos determinar su humedad.

Pueden darse dos situaciones:

a) Que el tamaño máximo de la fracción del árido que vamos a ensayar sea mayor o igual a 1 milímetro. D >1 mm.

b) Que el tamaño máximo de la fracción del árido que vamos a ensayar sea menor a 1 milímetro. D < 1 mm.

Ahora vamos a calcular para el caso a) la cantidad mínima necesaria de árido para la realización del ensayo.

Si el tamaño de la mayor fracción del árido es superior o igual a 1,0 milímetro entonces la cantidad necesaria mínima se calculará multiplicando el tamaño máximo del árido (expresado en milímetros) por el número 0,2 y el resultado obtenido será el número mínimo de kilogramos necesarios, es decir:

Si hemos llamado “D” al tamaño mayor del árido, entonces:

D x 0,2 = Nº de kilogramos mínimos necesarios para el ensayo.

Veámoslo con un ejemplo: si nuestro árido es 4/20, es decir su tamaño mínimo es 4 milímetros y su tamaño máximo es 20 milímetros entonces, como 20 milímetros es mayor que 1 milímetro, la cantidad necesaria será el resultado de multiplicar 20 x 0,2 = 4,0

(31)

kilogramos.

La otra opción, el caso b) se da cuando nuestro árido tiene un tamaño máximo “D” de fracción que es menor a 1 milímetro. Cuando esto ocurra la cantidad mínima necesaria no hay que calcularla, sino que se toman directamente como mínimo 0,2 kilogramos.

2. Cogemos las bandejas que utilizaremos para el ensayo.

Las bandejas deben estar limpias y secas. El número de bandejas necesarias dependerá de la cantidad de árido que queramos ensayar y de la fracción de mayor tamaño del árido. (Se recomienda el uso de bandejas metálicas de acero inoxidable, aluminio o vidrio y que pesen lo menos posible).

A partir de este momento la explicación se realiza para una sola bandeja, de forma que si se necesitasen más bandejas se procedería de manera análoga

3. Identificamos con un rotulador la bandeja y a continuación la pesamos vacía obteniendo el peso de la bandeja vacía que llamamos M01.

Figura 2: Peso M01 de la bandeja de ensayo vacía.

4. Distribuimos el árido en la bandeja.

Para distribuir el árido en las bandeja lo que haremos es extenderlo de forma que el espesor de la capa de árido no supere los 2 milímetros cuando el árido tenga un tamaño de fracción inferior a 1 mm (se recomienda que con áridos finos se utilice una espátula metálica para

(32)

extender el árido de manera uniforme en las bandejas). Cuando el árido tenga dimensiones mayores a 1 mm se recomienda que el espesor de la capa de árido en la bandeja sea siempre aproximadamente igual al del tamaño máximo del árido que vayamos a ensayar.

Figura 3: Distribución del árido en la bandeja.

En esta fase confirmaremos el número de bandejas necesarias de acuerdo con los requisitos del espesor de la capa de árido que hay que depositar y de la cantidad de muestra necesaria para el ensayo.

5. Pesada:

Una vez distribuido el árido en la/s bandeja/s que habíamos pesado previamente estando vacía/s, ahora se pesan junto con el árido y obtendremos el peso de la bandeja con el árido sin secar M11.

Figura 4: Pesado de las bandejas con el árido.

(33)

M11-M01 = M1b1 6. Secado:

A continuación iniciamos el secado del árido mediante la utilización de una estufa, para lo cual introducimos la/s bandeja/s en una estufa cuya temperatura se habrá graduado entre 105 y 115 ºC.

Figura 5: Secado de la muestra

Cuando se utilicen áridos finos se debe evitar que la ventilación forzada de la estufa pueda provocar arrastres de finos; para ello se recomienda tapar las bandejas cuando éstas se encuentren dentro de la estufa.

El tiempo que se recomienda que permanezcan por primera vez la/s bandeja/s con el árido dentro de la estufa es de 24 horas.

Figura 6: Cronómetro

7. Enfriamiento:

Pasadas 24 horas, se sacan la/s bandeja/s con los áridos de la estufa y se dejan enfriar dentro de un desecador.

(34)

Figura 7: Desecador

El desecador se tiene que encontrar a temperatura ambiente, entendiendo por temperatura ambiente una temperatura controlada mediante termómetro y comprendida en el rango de 18 ºC a 22 ºC.

Figura 8: Control de la temperatura ambiente

8. Primera pesada del árido seco:

A las tres o cuatro horas el árido contenido en la bandeja se habrá enfriado alcanzando la temperatura ambiente.

(35)

A continuación, se extrae la bandeja del desecador y se pesa la bandeja con el árido secado por 1ª vez.

El peso obtenido se anota como: M2b1d1

Figura 10: Peso del árido secado por primera vez.

En consecuencia el peso del árido secado por 1ª vez y contenido en la/s bandeja/s se obtendrá restando del pesos anterior el peso de la bandeja, es decir, peso del árido secado por 1ª vez y contenido en la primera bandeja será:

M2b1d1 – M01 =M21d1 9. Segundo secado:

A continuación se vuelven a introducir la/s bandeja/s en la estufa durante al menos una 1 hora, de manera análoga a como se introdujeron la 1ª vez.

10. Segundo enfriamiento:

Se vuelven a enfriar las bandeja/s dentro del desecador de forma análoga a como se había realizado con anterioridad.

11. Segunda pesada del árido secado:

Se vuelven a pesar por segunda vez tras el segundo secado cada una de las bandejas con sus áridos y se anota el peso obtenido como: M2b1d2

(36)

En consecuencia el peso del árido secado por 2ª vez y contenido en cada bandeja se obtendrá restando de los pesos anteriores el peso de cada bandeja vacía y que se determinó al principio:

M2b1d2 – M01 =M21d2 12. Comprobación de peso constante.

Se comprueba por primera vez si se ha obtenido lo que denominamos peso constante.

El método para determinar si se ha obtenido peso constante es calcular la diferencia de pesadas entre pesadas sucesivas, expresando dicha diferencia como un tanto por ciento de la anterior de las pesadas.

Cuando la diferencia de pesadas en seco sucesivas es inferior al 0,1 % de la pesada anterior se dice que se ha obtenido peso constante, siendo la última pesada la que se toma como peso final o peso constante.

A continuación expresamos cómo se comprueba si se ha obtenido peso constante: Se calcula ((M21d1-M21d2) / M21d1 ) *100 (%)

Se comprueba si ((M21d1-M21d2) / M21d1 ) *100 (%) es menor que el 0,1 %, lo que se expresa como:

((M21d1-M21d2) / M21d1 ) *100 (%) < 0,1 (%)

Si lo calculado es menor de 0,1 % entonces se habrá obtenido el peso constante en seco y será M21d2, a dicho peso lo podemos llamar ahora M31.

Si lo calculado no es menor que 0,1 %, entonces se repiten los pasos 9. 10. 11. y 12. hasta que tras dos secados consecutivos se obtenga que la diferencia de pesadas en seco es menor del 0,1 %.

(37)

CALCULO Y EXPRESIÓN DEL CONTENIDO EN AGUA DEL ÁRIDO. Recordamos:

En el paso 5. se hemos obtenido el peso del árido sin secar y sin incluir el peso de la bandeja (M1b1).

En el paso 12. hemos obtenido el peso constante seco M31.

El contenido en agua se llamará w(%) y se calculará como se expresa a continuación: w(%) = (M11-M31) / M31 * 100

INFORME DE RESULTADOS DEL ENSAYO

A continuación se indican los datos y resultados que se deben registrar en el informe de resultado:

 Indicar que el ensayo se ha realizado conforme a la norma de ensayo UNE-EN

1097-5: 2000 Ensayos para determinar las propiedades mecánicas y físicas de los áridos. Parte 5: Determinación del contenido en agua por secado en estufa.

 Identificación de la muestra.

 Recomendable: Datos de la explotación de donde procede el árido (localización,

paraje y/o nombre del yacimiento).

 Identificación del laboratorio que realiza el ensayo.

 Indicación del tipo y fracción que define al árido ensayado.

 Recomendable: Indicación del método o procedimiento de muestreo.

 Recomendable: Indicación de la persona y/o entidad que ha realizado el muestreo.  Recomendable: Fecha en que se realizó el muestreo.

 Contenido en agua w(%) que se haya obtenido.

 Recomendable: Fecha de inicio y finalización del ensayo.

 Recomendable: todos los datos registrados y calculados durante el ensayo.  Recomendable: Identificación de todos los equipos utilizados en el ensayo.  Recomendable: Identificación de la persona que realizó el ensayo.

 Recomendable: Identificación de la persona que se responsabiliza del informe de

ensayo del laboratorio.

(38)

CÓDIGO IDENTIFICATIVO DE LA MUESTRA: FECHA DE RECEPCIÓN: TIPO DE MATERIAL:

MASA CONSIDERADA COMO COMO MASA CONSTANTE: M31(g)

OBSERVACIONES: MASA DE LA BANDEJA + MASA DEL ARIDO SECADO A LAS 24 HORAS: M2b1d1(g)

MASA SECA TOTAL (g) MASA DEL ARIDO SIN SECAR: M1b1= M01-M11(g)

CRONOMETRO

FECHA DE INICIO

DESECADOR

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO EN AGUA POR SECADO EN ESTUFA UNE-EN 1097-5:2000

TERMOMETRO

FECHA DE FINALIZACIÓN OPERADOR DE ENSAYOS RESPONSABLE DE LABORATORIO

ESTUFA BALANZA

EQUIPO CÓDIGO

BANDEJA 3

COMPROBACIÓN DE MASA CONSTANTE: ((M21d2-M21d3)/M21d2) x 100 (%)

BANDEJA 2

MASA DEL ARIDO SECADO POR 3aVEZ: M21d3=M2b1d3-M01(g)

MASA DE LA BANDEJA + MASA DEL ARIDO SECADO POR 3a_VEZ:

M2b1d3(g)

REGISTRO DE ENSAYO ÁRIDOS

MASA DE LA BANDEJA: M01(g)

MASA DE LA BANDEJA + MASA DEL ARIDO SIN SECAR: M11(g)

BANDEJA 1

CONTENIDO EN AGUA DE CADA BANDEJA: W(%) = ((M11-M31)/M31) x 100 (%)

CONTENIDO EN AGUA DE LA MUESTRA W(%) (es la media del c ontenido en agua de cada bandeja) MASA DEL ARIDO SECADO A LAS 24 HORAS: M21d1=M2b1d1-M01(g)

MASA DE LA BANDEJA + MASA DEL ARIDO SECADO POR 2aVEZ: M2b1d2(g)

MASA DEL ARIDO SECADO POR 2a_{VEZ: M}

21d2=M2b1d2-M01(g)

COMPROBACIÓN DE MASA CONSTANTE: ((M21d1-M21d2)/M21d1) x 100 (%)

(39)

CLIENTE: DIRECCIÓN:

DATOS DE LA EXPLOTACIÓN (LOCALIZACIÓN):

REFERENCIA DE LA MUESTRA: FECHA TOMA DE MUESTRAS: MÉTODO O PROCEDIMIENTO DE MUESTREO:

PERSONA O ENTIDAD QUE HA REALIZADO EL MUESTREO:

INFORME Nº: CÓDIGO IDENTIFICATIVO: FECHA DE RECEPCIÓN:

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DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO EN AGUA POR SECADO EN ESTUFA UNE-EN 1097-5:2000

OBSERVACIONES:

Fecha:

El Responsable del Laboratorio.

Estos resultados corresponden a los ensayos realizados con las muestras recibidas.

No se autoriza la reproducción total o parcial de este documento sin consentimiento por escrito del Laboratorio. (DIRECCIÓN)

(TELÉFONO/FAX)

FECHA DE INICIO FECHA DE FINALIZACIÓN CONTENIDO EN AGUA W(%)

MASA DE LA MUESTRA DE ENSAYO SECA (g)

INFORME DE RESULTADOS

(LOGOTIPO DEL LABORATORIO

RESULTADOS DE ENSAYOS

DE LA EMPRESA) DE

ENSAYOS DE ÁRIDOS

TIPO (Arido Grueso / Arido Fino y Fracción):

(40)

CAPÍTULO 6

DETERMINACIÓN DE LA

GRANULOMETRÍA.

(41)

GRANULOMETRÍA.

Este capítulo tiene como objeto definir un método para la determinación de la granulometría de los áridos mediante la utilización de tamices.

El método explicado se aplica a áridos de origen natural o artificial, incluidos los áridos ligeros, con una dimensión nominal de hasta 63mm, excluyendo los fillers.

FUNDAMENTO.

El ensayo consiste en dividir y separar, mediante una serie de tamices, un material en varias fracciones de árido de tamaño decreciente. Los tamaños de abertura y el número de tamices se seleccionan según la naturaleza de la muestra y según la precisión requerida. El método adoptado consiste en el lavado del árido y su posterior tamizado en vía seca. Cuando el lavado pueda alterar algunas propiedades físicas de los áridos ligeros, se debe realizar el tamizado en vía seca, no realizándose la etapa del lavado.

La masa de las partículas retenidas en los diferentes tamices se expresará como porcentaje de la masa inicial del material.

Los porcentajes acumulados que pasan por cada tamiz se presentarán en forma numérica y si es necesario en forma gráfica.

PROCEDIMIENTO OPERATIVO: Etapas y Descripción. A. ETAPAS DEL PROCEDIMIENTO OPERATIVO.

Las etapas que tenemos que considerar a la hora de realizar este ensayo son las siguientes:

15. Selección de la cantidad mínima de muestra de árido necesaria. 16. Lavado.

17. Determinación del peso seco de la muestra de árido. 18. Tamizado.

(42)

B. DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO OPERATIVO:

1. Selección de la cantidad mínima de muestra de árido necesaria.

La masa de la muestra de ensayo se obtendrá de la siguiente tabla para áridos de densidades entre 2mg/m3 _{y 3mg/m}3_. Tamaño máximo (D en mm) Masa mínima de muestra en (kg) 63 40 32 10 16 2,6 8 0,6 ≤4 0,2

Para áridos de otros tamaños, la masa mínima de la muestra de ensayo se obtiene por interpolación de las masas de la tabla.

Para áridos de densidades distintas deberá aplicarse a la masa de la muestra un factor corrector basado en la relación de las densidades.

Figura 1: Muestra de árido para el ensayo

Se aconseja tomar una masa mínima superior en un 5-10% a la masa mínima exigida por la norma, de manera que una vez secada la muestra nos aseguremos que estamos por encima de la masa mínima de la norma; se registra esta masa como M1.

(43)

2. Lavado:

Colocar la muestra de ensayo en un recipiente y añadir agua suficiente hasta cubrirla.

Agitar la muestra con fuerza suficiente para obtener la completa separación y suspensión de los finos.

Figura 2: Lavado del árido. Añadir agua hasta cubrir la muestra

Mojar ambos lados de un tamiz de 0,063mm (reservado para ser usado exclusivamente en este ensayo) y colocar encima de él un tamiz de protección (ejemplo, 1mm o 2mm).

Verter el contenido del recipiente en el tamiz superior y continuar con el lavado hasta que el agua que fluya por el tamiz de ensayo (0,063mm) sea clara.

Figura 3: Lavado del árido. Vertido sobre el tamiz superior

Para ciertos áridos, puede ser necesario verter sólo los finos en suspensión del recipiente sobre el tamiz de protección, continuando el lavado de los residuos gruesos en el r ecipiente y vertiendo los finos en suspensión sobre el tamiz de protección hasta que el agua que fluya por el tamiz de ensayo sea clara.

(44)

3. Secado:

El secado consiste en eliminar el agua de los residuos retenidos por el tamiz de ensayo (0,063mm) a una temperatura de 110±5 °C hasta obtener masa constante.

Figura 4: Obtención de la masa constante (masa seca).

Por último se pesa la muestra y se registra su masa como M2.

NOTA: Se debe obtener la masa constante de la muestra de ensayo, para lo cual se realiza previamente el ensayo de contenido en agua por secado en estufa.

Para los áridos que presenten problemas en su secado en estufa a 110°C, se duplicará el número de muestras de ensayo necesarias y se registrarán sus masas.

A continuación, se determinará mediante secado en estufa a 100±5°C el porcentaje de

humedad de cada una de las muestras de ensayo duplicadas.

La otra muestra de ensayo deberá someterse a ensayo mediante el método de lavado y tamizado sin secado previo.

La masa seca inicial de esta segunda muestra de ensayo se calcula suponiendo que las muestras de ensayo duplicadas tienen un porcentaje de humedad idéntico y se registra

como 1

1

M .

4. Tamizado.

Verter el material lavado y secado en la columna de tamizado. La columna está formada por cierta cantidad de tamices ensamblados y dispuestos , de arriba abajo, en orden decreciente de tamaños de abertura con el fondo y la tapa (es necesario incorporar un tamiz de 0,063mm ya que el lavado no elimina todos los finos).

El paso siguiente consiste en agitar la columna manual o mecánicamente, retirando después los tamices uno a uno, comenzando con el de mayor tamaño de abertura y agitando

(45)

cada tamiz manualmente asegurando que no se pierde ningún material (se aconseja utilizar un fondo y una tapa).

Figura 5: Columna de tamizado y máquina tamizadora.

El proceso de tamizado siempre debe de finalizarse a mano y se considerará terminado cuando el material retenido no varíe en más de un 1% en un minuto de tamizado.

(46)

5. Pesaje.

Pesar el material retenido por el tamiz de mayor tamaño de abertura y registrar su masa como R1, continuar en orden decreciente para todos los tamices de la columna, y registrar

las masas de las diferentes fracciones de material retenido como R2, R3,...Rn.

Pesar el material tamizado que quede en la bandeja del fondo y registrar su masa como P.

Figura 7: Pesaje de las fracciones obtenidas tras el tamizado.

CÁLCULO Y EXPRESIÓN DE LAS MASAS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS.

Las diferentes masas registradas se anotarán en las hojas de resultados del ensayo. Los pasos a seguir para el cálculo de los resultados son:

 Expresar la masa retenida en cada tamiz como porcentaje de la masa seca original

M1. 100 1 ⋅ = M R i tamiz el en retenido Porcentaje i

 Calcular el porcentaje acumulado de la masa seca original que pasa por cada tamiz

excluyendo el tamiz de 0,063mm.         ⋅ − =100

∑

100 1 M R i tamiz el por pasa que Porcentaje i

 Calcular el porcentaje de finos (f) que pasa por el tamiz de 0,063mm utilizando la

(47)

( ) 100 1 2 1 − + _• = M P M M f

 Validar los resultados obtenidos, comprobando que la suma de las masas de todas

las fracciones (Ri) y la masa de material tamizado que queda en la bandeja (P) no

difiere en mas de un 1% de la masa M2. En caso contrario habría que repetir el

ensayo.

(

)

% 1 100 2 2 ≤ ⋅ + −

∑

M P R M _i Donde:

Ri es la masa retenida por el tamiz i en kilogramos.

M1 es la masa seca de la muestra de ensayo en kilogramos.

M2 es la masa del residuo retenido en el tamiz de 0,063mm en kilogramos.

P es la masa de material tamizado que queda en la bandeja, en kilogramos.

INFORME DEL ENSAYO.

 Datos obligatorios:

o Número de la norma europea mediante la cual se realiza el ensayo. o Identificación de la muestra.

o Identificación del laboratorio. o Fecha de recepción de la muestra.

o Método de análisis (lavado y tamizado o tamizado en vía seca).

o Porcentaje acumulado de la masa de la muestra de ensayo que pasa por cada uno de los tamices, redondeando al número decimal más próximo para el tamiz de 0,063mm y al número entero más próximo para los otros tamices.

 Datos opcionales:

o Nombre y localización del yacimiento al que corresponde la muestra. o Descripción del material y del método de muestreo.

o Representación gráfica de los resultados. Poniendo en ordenadas a la izquierda el % acumulado creciente (0-100) que pasa, en abscisas los tamices

(48)

de abertura cuadrada (mm) y en ordenadas a la derecha el % acumulado decreciente (100-0) retenido.

o Certificado del muestreo.

o Masa de la muestra de ensayo. o Fecha del ensayo.

(49)

CÓDIGO IDENTIFICATIVO DE LA MUESTRA: FECHA DE RECEPCIÓN: TIPO DE MATERIAL:

LAVADO Y TAMIZADO TAMIZADO EN VÍA SECA

M1 (g) M2 (g) M1- M2 (g) P (g) [(M1- M2) + P] / M1 x 100 OBSERVACIONES:

FECHA DE FINALIZACIÓN OPERADOR DE ENSAYOS RESPONSABLE DE LABORATORIO

UNE-EN 933-1:1998

MÉTODO DE ANÁLISIS:

FECHA DE INICIO BALANZA

DEL TAMIZ

MASA SECA TRAS LAVADO

MASA SECA DE LOS FINOS ELIMINADOS MEDIANTE LAVADO TAMAÑO DE ABERTURA

REGISTRO DE ENSAYO ÁRIDOS

DETERMINACIÓN DE LA GRANULOMETRÍA DE LAS PARTÍCULAS: MÉTODO DEL TAMIZADO

TAMICES ESTUFA EQUIPO CÓDIGO (mm) (g) 50.00 40.00 32.00 R6 R7 R8

MASA DE MATERIAL PORCENTAJE DE MASA SECA TOTAL

PORCENTAJES ACUMULADOS RETENIDO MATERIAL RETENIDO QUE PASAN

R5 100 - S(Ri/ M1 x 100) (%) R4 R1 (%) Ri Ri / M1 x 100 63.00 R9 R10 8.00 6.30 5.00 R13 R11 R12 16.00 14.00 12.50 10.00 25.00 20.00 R3 R2 < 1% SRi+ P M2- (SR_M i+ P) · 100 2

PORCENTAJE DE FINOS QUE PASA POR EL TAMIZ DE 0,063 mm

3.20 R15 4.00 R14 2.50 R16 1.60 R18 2.00 R17 1.25 R19 0.800 R20

MATERIAL TAMIZADO QUE QUEDA EN LA BANDEJA DEL FONDO

0.500 R22 0.630 R21 0.320 R24 0.400 R23 0.200 R26 0.250 R25 0.160 R27 0.125 R28 0.080 R30 0.100 R29 0.063 R31 1.00 R20

(50)

CLIENTE: DIRECCIÓN:

DATOS DE LA EXPLOTACIÓN (LOCALIZACIÓN):

REFERENCIA DE LA MUESTRA: FECHA TOMA DE MUESTRAS: MÉTODO O PROCEDIMIENTO DE MUESTREO:

PERSONA O ENTIDAD QUE HA REALIZADO EL MUESTREO:

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DETERMINACIÓN DE LA GRANULOMETRÍA DE LAS PARTÍCULAS:

MÉTODO DEL TAMIZADO UNE-EN 933-1:1998 MÉTODO DE ANÁLISIS: LAVADO Y TAMIZADO TAMIZADO EN VIA SECA

CURVA GRANULOMÉTRICA EN PÁGINA 2. 50.00 40.00 10.00 8.00 6.30 14.00

TAMAÑO DE ABERTURA DEL TAMIZ (mm)

32.00 0.200 1.00 0.063 0.250 25.00 INFORME DE RESULTADOS

(LOGOTIPO DEL LABORATORIO

0.080 0.800 0.160 0.630 0.500 0.400 0.320 12.50 PASO ACUMULADO (%) 0.100 3.20 2.50 1.60 1.25 2.00 0.125 FECHA DE FINALIZACIÓN 16.00 RESULTADOS DE ENSAYOS 5.00 4.00 20.00 63.00 FECHA DE INICIO DE LA EMPRESA) DE ENSAYOS DE ÁRIDOS

(NOMBRE DE LA EMPRESA DEL LABORATORIO) (DIRECCIÓN)

(51)

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OBSERVACIONES:

Fecha:

El Responsable del Laboratorio.

Estos resultados corresponden a los ensayos realizados con las muestras recibidas.

No se autoriza la reproducción total o parcial de este documento sin consentimiento por escrito del Laboratorio.

(LOGOTIPO DEL LABORATORIO INFORME DE RESULTADOS DE LA EMPRESA) DE

ENSAYOS DE ÁRIDOS

(NOMBRE DE LA EMPRESA DEL LABORATORIO) (DIRECCIÓN)

(TELÉFONO/FAX) CURVA GRANULOMÉTRICA UNE-EN 933-1:1998 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 1.00

TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS (mm)

% P A S O A C U M U L A D O

(52)

CAPÍTULO 7

DETERINACIÓN DE LA

FORMA DE LAS

(53)

COEFICIENTE DE FORMA

Esta norma nos ofrece un método para calcular el coeficiente de forma de los áridos gruesos. Se aplica a los áridos naturales, los de machaqueo y a los áridos ligeros.

El método de ensayo es aplicable a las fracciones granulométricas di/Di con Di≤63 mm y

di≥4mm.

FUNDAMENTO DEL MÉTODO.

El ensayo consiste en clasificar las partículas de una muestra de árido grueso, según la relación entre su longitud L y su grosor E, empleando si es necesario un pie de rey.

Se calcula el coeficiente de forma como la masa de las partículas con una relación L E

superior a 3, expresada como porcentaje de la masa total en seco de las partículas de la muestra.

PROCEDIMIENTO OPERATIVO: ETAPAS Y DESCRIPCIÓN. C. ETAPAS DEL PROCEDIMIENTO OPERATIVO.

Las etapas que tenemos que considerar a la hora de realizar este ensayo son las siguientes:

6. Cálculo de la cantidad mínima de muestra de árido necesaria. 7. Preparación de la muestra de ensayo.

8. Tamizado de la muestra. 9. Muestras con D ≤ 2⋅d .

10. Muestras con D ≥ 2⋅d .

D. DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO OPERATIVO: 1. Cálculo de la cantidad mínima de muestra de árido necesaria.

La masa de cada muestra de ensayo será la que se indica en la tabla siguiente para áridos de densidades entre 2mg/m3 _{y 3mg/m}3_.

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Para áridos de otros tamaños, la masa mínima de la muestra de ensayo se obtiene por interpolación de las masas de la tabla.

Tamaño máximo del árido (D en mm) Masa mínima de la muestra en (kg) 63 45 32 6 16 1 8 0,1

Tabla de masa de la muestra de ensayo en función del tamaño máximo del árido.

Para áridos de densidad de partícula inferior a 2mg/m3 _{o superior a 3mg/m}3 _deberá

aplicarse a la masa de la muestra un factor corrector basado en la relación de las densidades, para obtener una muestra de ensayo de aproximadamente el mismo volumen que para áridos de densidad normal.

Se aconseja tomar una masa mínima superior en un 5-10% a la masa mínima exigida por la norma, de manera que una vez secada la muestra nos aseguremos que estamos por encima de la masa mínima de la norma.

2. Preparación de la muestra de ensayo.

La muestra debe de tener masa constante y para garantizarlo se debe de utilizar los resultados obtenidos de la realización del ensayo para determinar el contenido en agua por secado en estufa.

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Después de comprobar la masa constante se deja enfriar la muestra, se pesa y se registra su masa como M0.

3. Tamizado de la muestra.

Se recomienda hacer este ensayo después de realizar el ensayo de granulometría para aprovechar los resultados obtenidos despreciando las partículas que retiene el tamiz de 63 mm y las que deja pasar el tamiz de 4 mm, es decir nos quedamos con las fracciones entre 63 mm y 4 mm.

Figura 2: Ensayo de granulometría realizado previamente.

El ensayo tiene que realizarse para todas las fracciones d _i D_i que verifiquen que

i i d

D ≤ 2⋅ , y para ello, durante el tamizado, aquellas muestras en las que D > 2⋅d se

dividirán en fracciones d _i D_i con D_i ≤ 2⋅d _i.

4. Muestras de ensayo con D ≤ 2⋅d .

o Se separa la muestra de ensayo en fracciones

i i D

d con D_i ≤ 2⋅d _i tamizando

de la misma manera que en el análisis granulométrico, utilizando los tamices de ensayo con tamaños de abertura apropiados de la siguiente serie: 4 mm, 5,6 mm, 8 mm, 11,2 mm, 16 mm, 22,4 mm, 31,5 mm, 45 mm y 63 mm.

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o Se anota la masa de la fracción granulométrica predominante

i i D

d como

M1.de manera que las partículas menores que di y mayores que Di se

rechazan.

o Se evalúa la longitud L y el grosor E de cada partícula, empleando en caso necesario un pie de rey, y se apartan las partículas con una relación L E >3,

clasificándolas como no cúbicas.

Figura 3: Evaluación de la longitud (L) y el grosos (E) de una partícula con un pie de rey.

o Se anota la masa de las partículas no cúbicas como M2. 5. Muestras de ensayo con D ≥ 2⋅d .

o Se separa la muestra de ensayo en fracciones

i i D

d con D_i ≤ 2⋅d _i tamizando

de la misma manera que en el análisis granulométrico, utilizando los tamices de ensayo con tamaños de abertura apropiados de la siguiente serie: 4 mm, 5,6 mm, 8 mm, 11,2 mm, 16 mm, 22,4 mm, 31,5 mm, 45 mm y 63 mm.

o Los valores de di y Di de la fracción granulométrica ensayada se deben anotar en el informe de ensayo. Las partículas menores que di y mayores que Di se

rechazan.

o Se anotan los valores

i i D

d y la masa de la fracción granulométrica

predominante como Mi para, a continuación, calcular y anotar como Vi el

porcentaje de la masa de cada fracción d _i D_i con relación a la masa de la

muestra de ensayo M0.

o Cualquier fracción di / Di cuyo porcentaje sea inferior al 10% de M0 se descarta.

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o En caso necesario se podrá anotar en el informe de ensayo cualquier fracción di / Di que contenga menos de 100 partículas.

o Si una fracción contiene un número excesivo de partículas, se puede reducir adicionalmente según norma UNE-EN 932-2, pero siempre que, tras la reducción, quede un mínimo de 100 partículas de la fracción.

o Se evalúa la longitud L y el grosor E de cada partícula, empleando en caso necesario un pie de rey, y se apartan las partículas con una relación L E >3,

clasificándolas como no cúbicas.

CÁLCULO Y EXPRESIÓN DE RESULTADOS.

 Muestras de ensayo con D < 2⋅d .

El coeficiente de forma, SI se calcula mediante la siguiente ecuación:

100 1 2 _⋅ = M M SI Donde:

M1 es la masa de la muestra de ensayo, expresada en gramos. M2 es la masa de las partículas no cúbicas, expresada en gramos.

El coeficiente de forma obtenido se anota redondeando al número entero más próximo.

 Muestras de ensayo con D > 2⋅d .

o Fracciones granulométricas no reducidas.

El coeficiente de forma SI se calcula mediante la siguiente ecuación.

100 1 2 • =

∑

i i M M SI donde:

∑

M 1i es la suma de las masas de las fracciones granulométricas ensayadas,