Practica en laboratorio: Desgaste de los Ángeles 1
INTRODUCCIÓN.
El análisis de los ángeles es una prueba realizada utilizando una maquina denominada del mismo nombre de la prueba, es decir los ángeles que tiene el propósito de triturar el material con ayuda de una carga abrasiva.
Es importante mencionar que para esta prueba se considera que más del 50%
del material molido es considerado como blando, la finalidad de esta prueba es calcular el porcentaje de desgaste que tuvo el material, para ver si esta entra dentro de las normas de calidad.
La muestra será de agregado limpio y debe ser representativa del material que se vaya a ensayar. Esta prueba comenzara con el cribado del material para la muestra, esto se realizara con la colocación de las mallas en orden descendente, todo esto con el fin de desprender las arcillas de las arenas o de las gravas, para que después se introduzca a la máquina de los ángeles la muestra, ya habiendo lavada esta y secada en el horno.
Por parte de la máquina de los ángeles, una vez que se alcanza el número requerido de revoluciones del tambor, en este caso 500 revoluciones, se tamiza el agregado para determinar el porcentaje de agregado que ha sido reducido hasta un tamaño menor que 1.7mm (tamiz Nº12).
La prueba de desgaste de los ángeles en este trabajo se realizara con dos tipos de composición de la muestra de prueba que son los tipos A y C, cada tipo de muestra tendrá un determinado tamaño de tamiz a utilizar.
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OBJETIVO.
La presente práctica denominada el desgaste de los ángeles tiene como objetivo fundamental determinar la resistencia a la trituración de los agregados pétreos, utilizando una maquina denominada de los ángeles. Esta prueba es utilizada para los materiales pétreos que serán utilizados en mezclas asfálticas.
La prueba consiste en introducir una cierta cantidad de material que posea unas características granulométricas específicas dentro de un cilindro giratorio, en donde es sometida al impacto de esferas metálicas durante un tiempo determinado, con el resultado de esto se tendrá una pérdida de material con respecto a su masa inicial que determinará la calidad del mismo ante el desgaste o la abrasión.
La importancia que presenta esta prueba en aeropuertos está ligada debido que esta prueba es necesaria para los concretos de las pistas de aterrizaje.
Conocer adecuadamente la práctica de los ángeles servirá en un futuro para realizar pruebas de agregados pétreos para mezclas asfálticas o para las pistas de aterrizaje para aviones.
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EQUIPO O ACCESORIOS.
El equipo para la ejecución de la prueba estará en condiciones de operación, calibrado, limpio y completo en todas sus partes. Todos los materiales por emplear serán de calidad y se tendrá en cuenta si afecta a estos la fecha de caducidad.
Los equipos o accesorios que se necesitan para la prueba son los siguientes:
Máquina de los Ángeles.
Carga abrasiva (esferas de hierro fundido o de acero).
Horno para el secado, la temperatura de este deberá ser de 110 ± 5
°C.
Agitador de tamices.
Trapo de tela
Bascula granotaria.
Cucharon, de preferencia de acero galvanizado.
Cubeta de 20 Lts.
2 charolas
Mallas de diferentes números 8, 16, 40, 60, 100, 200 y de 3”, 1 ½”, 1”.
¾” y 3/8”.
TAMIZ (ASTM)
TAMIZ (NCH) (mm)
3 ” 8 0
1 1 / 2 ” 4 0
1 ” 25
3 / 4 ” 20
3 / 8 ” 10
No. 8 2.36
No. 16 1.18
No. 40 0.425
No. 60 0.250
No. 100 0.150
No. 200 0.074
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Tabla con los tamices a utilizar.
Agua (potable).
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA.
1. Obtención del material para la muestra.
2. Extendido del material de banco para ser secado, realizado días antes de la prueba, aproximadamente 8 kilogramos.
3. Antes de comenzar la prueba es importante el calibrado de la báscula y la limpieza de las mallas a utilizar.
4. Una vez que el material esta disgregado, se apila hasta formar un cono.
5. Desde el eje del cono y hacia la periferia se extiende el material hasta formar un cono truncado de 15 a 20 cm de altura.
6. Se divide el cono truncado en cuatro partes iguales, se prosigue a agarrar dos partes de esquina a esquina que será la muestra con la cual se trabajara aproximadamente de 10 kilogramos.
PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA.
1. Listo el material se criba manualmente con la malla de 1 ½” y de 8” con el objetivo de separar las gravas de las arenas.
2. Se coloca el material que es retenido en la malla de No.8 en un contenedor para que se vaya juntando el material para la prueba.
3. Habiendo juntado aproximadamente más de media cubeta de 20 lts, se lava este material con la malla No.8 con agua potable para quitar las arcillas del material.
4. Se criba nuevamente con el agitador de tamices con las mallas utilizadas para el tipo de composición de muestra de prueba, para el tipo A y C.
5. Seguidamente se deposita el material en diferentes recipientes anotando su número de malla.
6. Se meten las muestras por tamaño de malla en el horno por 24 horas para su secado.
7. Se calibra la báscula.
8. Después del secado del material y extraído del horno, se cribo el material mecánicamente y se fue clasificando dependiendo de su tamaño de malla, para que el paso siguiente sea más fácil.
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9. Se cribo el material nuevamente para el tipo de composición de la muestras de prueba en este caso el A, para obtener su masa de fracción en gramos, con sus determinados tamices.
Tabla. Mallas para el tipo A (Designación).
Tipo de composición de la muestra de prueba
Designación Masa de la fracción
Carga abrasiva
Numero de esferas
A
½”- 1” 1250 ± 25
12 1”- ¾” 1250 ± 25
¾”- ½” 1250 ± 10
½”- 3/8” 1250 ± 10 Masa total
de la prueba 5000± 10 Los resultados del pesaje fueron los siguientes:
Nota: Debido a la falta de material no se cumplió con la cantidad de masa total (5 Kg) pero se aproximó a esta.
10. Se cribo el material para el tipo de composición de la muestras de prueba en este caso el C, para obtener su masa de fracción en gramos, con sus determinados tamices.
Tabla. Mallas para el tipo C (Designación).
Tipo de composición de la muestra de prueba
Designación Masa de la fracción
Carga abrasiva
Numero de esferas 3/8” – ¼ 2500 ± 10
½”- 1” 1125
1”- ¾” 1125
¾”- ½” 1125
½”- 3/8” 1125
Total 4500 gramos
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C
¼ - 8 2500 ± 10 8Masa total
de la prueba 5000 ± 10 Nota: Para esta prueba se sustituyó la malla número 4 por la 8.
Los resultados del pesaje fueron los siguientes:
3/8” – ¼ 1100
¼ - 8 1100
Total 2200 gramos
Nota: Debido a la falta de material no se cumplió con la cantidad de masa total (5 Kg) para este tipo de muestra no se llegó ni a la mitad de lo que establece la norma.
11. Se prosigue a cribar el material tipo A con sus mallas de designación para visualizar la gráfica granulométrica.
Los resultados del nuevo cribado fueron:
12. Se criba el material tipo C con sus mallas de designación para visualizar la gráfica granulométrica.
Los resultados del nuevo cribado fueron:
½”- 1” 1125
1”- ¾” 1115
¾”- ½” 1120
½”- 3/8” 1140
Total 4500 gramos
3/8” – ¼ 1090
¼ - 8 1110
Total 2200 gramos
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13. Se limpia la máquina de los ángeles para evitar que se mezclen los desechos con la muestra, con un trapo de tela.
14. Se calibra la báscula.
15. Se pesa la muestra A, teniendo 4500 gramos.
16. Se introduce el tipo de muestra A, con las muestras ya revueltas y depositadas en una charola, después de introducir la muestra se le agrega la carga abrasiva dependiendo de la norma en este caso son 12 esferas.
17. Se prende la máquina y se programa para 1000 segundos, debido a que por cada 2 segundos la maquina da una revolución.
18. Al parar la maquina se extrae el material con cuidado para no desperdiciarlo, se deposita en un contenedor con ayuda de un cucharon.
19. Se pesa y da un total de 4400 gramos, se puede observar que se perdieron 10 gramos.
20. Se procede a cribar el material nuevamente con las mallas utilizadas para el tipo A.
Los resultados son:
1 1/2" 0
1" 150
3/4" 420
1/2" 490
3/8" 220
1/4 420
8 830
Pasa la No.8 1870
Total 4400 gramos
21. Se limpia la máquina de los Ángeles, con un trapo de tela.
22. Se pesa la muestra C, teniendo 2200 gramos.
23. Se revuelve en una charola el tipo de muestra C, después de introducir la muestra se le agrega la carga abrasiva dependiendo de la norma en este caso son 8 esferas.
24. Se prende la máquina y se programa para 1000 segundos, debido a que por cada 2 segundos la maquina da una revolución.
25. Al parar la maquina se extrae el material con cuidado para no desperdiciarlo, se deposita en un contenedor con ayuda de un cucharon.
26. Se pesa y da un total de 2200 gramos.
27. Se procede a cribar el material nuevamente con las mallas utilizadas para el tipo C.
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Los resultados son:
3/8" 0
1/4 170
8 620
Pasa la No.8 1410
total 2200
28. Después de cribar las dos muestras, el material que pasó la malla número 8, es considerada como arcilla y fue desechada.
29. Se prosiguió a lavar las dos muestras por separado, con el objetivo de eliminar lo más posible los a finos, esta acción se realizó con la malla número 200.
30. Se metieron la muestra A y C, en recipientes diferentes al horno, para su secado por 24 horas.
31. Habiendo pasado las 24 horas, se extrajeron del horno las dos muestras para su pesado.
32. La muestra A, después de salir del horno peso 2460 gramos.
33. La muestra C, después de salir del horno peso 840 gramos.
34. Se prosiguió a cribar las muestras A y C, por sus diferentes tamices.
35. Para la muestra A el cribado fue:
3" 0
1 1/2" 0
1" 260
3/4" 330
3/8" 630
8 1180
16 60
40 0
60 0
100 0
200 0
Pasa la No.8 0
Total 2460
36. Para la muestra C el cribado fue:
3" 0
1 1/2" 0
1" 0
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3/4" 0
3/8" 0
8 740
16 90
40 0
60 0
100 0
200 0
Pasa la
No.8 10
Total 840
37. Al finalizar con la prueba se limpian los equipos que se utilizaron, se guardan las mallas.
DISCUSIONES Y RECOMENDACIONES.
Esta prueba requiere de varios días para su ejecución no es una prueba que se realice en un día, por ejemplo el secado de la muestra tardo aproximadamente 24 horas, esto es un impedimento para que la muestra sea rápida.
Un aspecto que es muy importante es cerrar adecuadamente la máquina para evitar que el material salga, ya que una vez triturado la muestra este es más fácil de esparcir, ya que la mayoría de este se convierte en arena o arcilla.
Una recomendación buscar protección para los oídos al momento en el que la maquina comienza a dar revoluciones o a girar, ya que el sonido es muy fuerte debido a la carga de abrasión que contiene es este caso esferas de hierro.
El cribado del material fue realizado varias veces con el objetivo de visualizar los cambios en las gráficas, pero esto fue muy repetitivo.
Como última recomendación se puede mencionar que realizar la preparación de la prueba en un lugar cerrado, con ventilación indirecta, limpio y libre de
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corrientes de aire puede evitar que se provoque la contaminación de la muestra de prueba con otras partículas.
CONCLUSIONES.
El material que se utilizó para la prueba fue sometido a la máquina de los ángeles y presento una resistencia estable y significativa al no quedar como arcilla, en comparación con otras muestras de otros equipos que trabajaron en el laboratorio, ya que su muestra quedo muy arcillosa, y con esto se puede concluir que su material no es resistente y esto depende del lugar y tipo de suelo donde extrajeron su muestra.
Se pudo observar que para la muestra A tuvo en comparación con la muestra C más cantidad de gravas, en cambio con la muestra C prevalecieron más las arenas, esto se puede observar con el cribado del material y con las gráficas de estas.
La máquina de desgaste de los ángeles presenta un papel importante en esta prueba, ya que mide la resistencia del material pétreo, y el desgaste que este presenta.
Esta práctica sirvió para determinar el desgaste de las pruebas A y C al ser sometidas a cargas abrasivas. El objetivo de esta prueba se logró y en un debido caso que se necesite realizar la resistencia a la trituración de los agregados pétreos con esta prueba se lograra, todo esto para determinar su factibilidad al ser utilizados en mezclas asfálticas.
