ANALISIS DE ARENA PARA FUNDICIÓN Objetivo. El presente laboratorio tiene como objetivo determinar los componentes y las características de la arena de moldeo ya utilizada según las normas de AFS. Determinar mediante mediante el análisis de tamizado la gradación gradación que existe en una muestra de agregados (fino, grueso). Calcular si si los agregados (fino, grueso) se encuentran encuentran dentro dentro de los límites para hacer un buen diseño de mezcla. m ezcla. Determinar el porcentaje porcentaje de paso de los diferentes diferentes tamaños del agregado (fino y grueso) y con estos datos construir su curva distributiva.
Equipos
Balanza Lámpara de secado Elutiador Juego de Tamices Microscopio
Materiales Arena para fundición puros para verificar Sílice y bentonita puros Agua
Procedimiento
1. Determinación del % de Humedad Se toma una de 20 gr. y se lleva a una lámpara de secado durante 15 minutos, luego se procede a pesar la muestra seca y por diferencia de pesos se determina la humedad. 2. Determinación del % Sílice y % de Bentonita Se toma una muestra de 50 gr. (muestra total) El cual se procede a un proceso de lavado en el Elutiador de la siguiente manera.
a) b) c) d) e)
A la muestra se le agrega 700 cc de agua. Se procede a agitar en el Elutiador durante 3 minutos. Se agrega 200 cc más de agua agua la lámpara lámpara de secado. Se deja que decante 1 minuto. minuto. Por el principio de sifón se elimina el exceso de agua y la bentonita f) Se repite el procedimiento hasta obtener Sílice pura. g) Una vez obtenida la Sílice pura se lleva a la Lámpara Lámpara de secado secado y luego se pesa.
3.
h) Por diferencia se obtiene el peso de bentonita (considerar la cantidad de agua ya determinada para el cálculo) y de acuerdo al Cuadro 1 determinar el tipo de arena. Determinación del Índice de Finura IF a) La Sílice obtenida se tamiza tamiza b) Se procede a pesar las cantidad de Sílice que queda en cada tamiz c) Se aplica aplica la formula formula respectiva respectiva Σ Pi *
Ki
IF = ______________ ______________ Σ Pi
Pi = Porcentaje en peso en función de la muestra total Ki = Constante de cada malla (ver cuadro Nro. 2)
a) De acuerdo al al cuadro Nro. 3 se determina el Índice de Finura y el tamaño promedio de grano 4. DETERMINACIÓN DE LA FORMA DE GRANO.- Luego de pesar la sílice de cada tamiz se procede a ver en el microscopio la forma de grano.
Cuestionario Para resolver este cuestionario hacer los gráficos MALLA N°
PESO(gr)
6
0
12
0.08
5
18
1.04
10
8
30
7.71
20
7
40
6.44
30
50
4.5
40
70
5.55
50
100
5.18
70
140
1.88
100
170
0.12
140
200
0.21
200
Fondo
0.15
MALLA N°
PESO(gr)
6
0
12
0.08
5
18
1.12
10
30
8.83
20
40
15.27
30
50
19.77
40
70
25.32
50
100
30.5
70
k
CURVA DISTRIBUTIVA 9
k
140
32.38
100
170
32.55
140
200
32.71
200
Fondo
32.86
6 E C I 5 L I S 4 %
35
3 2
30
1. 1 25 Ind 0 E 20 C iqu I 6 12 18 L I S e %15 ust 10 ed la 5 co 0 mp osi ció n de la muestra analizada.
30
40 200
50 70 fondo
100
Nº TAMICES
Categoría 1
Nº TAMICES
DETERMINACION DE %HUMEDAD
Muestra analizada: Muestra obtenida después de secado:
ARENA DE FUNDICION 20 gr
CURVA ACUMULATIV ACU MULATIVA A
3.25%
TIEMPO DE SECADO 12 min
DETERMINACION DETERMINACION DE %SILICE Y %BENTONITA
MUESTRA SECA
%HUMEDAD
19.35 gr
3.25%
140
170
Muestra analizada: Muestra seca:
Peso de sílice: 40.84 gr.
81.68%
15.07%
ARENA DE FUNDICION
%HUMEDAD
%SILICE
%BENTONITA
50gr
3.25%
81.68%
15.07%
2. En concordancia con los datos obtenidos en el laboratorio con respecto a la humedad indique: si está dentro del rango que se pide para arenas en verde. El porcentaje de humedad apropiado es: 3 – 4%, según los cálculos realizados se obtiene 3.25%H. La cohesión de una arena es consecuencia directa de la acción del aglutinante y depende de la naturaleza y contenido de este último y del porcentaje de humedad.
3. Según el contenido de aglutinante clasificar que tipo de arena es la analizada. TABLAS:
Tipo de Arena Gr as a Semig rasa Magra Silicea
Porcentaje de Arcilla Más d e 18% 8 al 18% 5 al 8 % Menos de 5%
El porcentaje de bentonita calculado fue 15.07% y según la tabla el tipo de arena seria SEMIGRASA (8-18%).
4. Cuál es el tamaño t amaño promedio de la muestra analizada. Y si es la correcta para utilizarla como arena de contacto.
∑ ∑
REEMPLAZANDO:
TABLA:
Tip o de Ar ena Muy gruesa Gruesa Media Fina Fin ísim a
IF seg ún AFS Inferior a 18 Entre 18 y 35 Entre 35 y 60 Entre 60 y 150 Mayo r de 150
Tam añ o de gr ano 1 a 2mm 0.5 a 1mm 0.25 a 0.5 mm 0.10 a 0.25 0.25 mm Men or es a 0.10mm
El resultado muestra que el tamaño de arena es media
5. Teniendo en cuanta la distribución de los granos en la malla indique usted cómo influye en la cohesión de la arena. La cohesión de una arena es consecuencia directa de la acción del aglutinante y depende de La naturaleza y contenido de este último y del porcentaje de humedad. La forma de los granos también influye sobre la cohesión. En igualdad de otras condiciones, una arena de granos angulosos presenta una cohesión menor que una arena de granos redondos, porque en estas últimas las superficies de contacto son mayores. En igualdad de forma, la cohesión queda influida por el tamaño de los granos. En general, las cohesiones más elevadas se obtienen con arenas de granos muy gruesos o muy finos. En el primer caso, la superficie total de los granos es menor que la de los granos finos y, por lo tanto, el revestimiento de arcilla de los granos resultará de más espesor, confiriéndole por ello mayor cohesión; en el caso de la arena fina se tendrá una capa ligera de arcilla en torno a los granos, pero, en compensación, serán mucho más numerosas las superficies de contacto.
Por las mismas razones del juego de las superficies de contacto, también la distribución granulométrica de la arena influye en su resistencia: Una arena muy uniforme presenta una cohesión menor que otra distribuida en un mayor número de cedazos.
6. Indique usted de acuerdo acuerdo a los laboratorios realizados realizados si 2 arenas arenas con el mismo índice de finura fi nura pueden tener diferente granulometría (explique su respuesta). Efectivamente dos arenas pueden temer el mismo índice de finura debido a que la granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por el análisis de tamices, es por eso que en dicho análisis, la distribución en porcentaje en peso de la arena que queda en cada tamiz puede cambiar, no obstante el índice de finura puede mantenerse inalterable.
7. Cuál es la diferencia entre la arena de contacto y la arena de relleno L a arena de contacto es aquella de granos pequeños usada para formar una pequeña capa en el moldeo; mientras que, la arena de relleno es aquella que es utilizada para complementar el relleno por ende es usado después de la arena de contacto.
8. Como influye el % de bentonita en el IF La finura se determina por el tamaño y distribución de sus granos, en consecuencia su concentración de bentonita juega un papel importante dentro de las propiedades físicas que desarrollan las mezclas de arena para fundición, permeabilidad, resistencia, plasticidad, etc.
CONCLUSIONES
En la granulometría de dos arenas diferentes si se presenta el mismo índice de finura, no determina que los tamaños de granos sean los mismos debido a que una granulometría de distribución irregular puede tener el mismo índice de finura que uno de distribución uniforme.
El análisis granulométrico determina el grado de permeabilidad de la arena, para la arena analizada muestra una distribución no uniforme, además un tamaño de grano medio, lo cual dificulta la permeabilidad.
La cohesión de una arena es consecuencia directa de la acción del aglutinante y depende de la naturaleza y contenido de este último y del porcentaje de humedad. La forma de los granos también influye sobre la cohesión.
RECOMENDACIONES
Procurar no dejar después del lavado de la muestra material adherido en el tamiz
Debemos procurar que al pasar por los tamices cuando estamos lavando la muestra solo escurrir la suspensión.
Se debe tener en cuenta de no mezclar las partículas ya tamizadas
Al utilizar el método de decantación se recomienda repetir el procedimiento la mayor cantidad de veces posibles con la finalidad de obtener una sílice más pura.
