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Daniela Martínez Vedia
METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DE AGREGADOS FINOS Y GRANULARES
1. Ob Obje jeti tivo vos s ➢
Establecer la distribución porcentual de las partículas que componen un material fino o granular en función de su tamaño.
➢
Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaños del agregado (fino y grueso) y con estos datos construir su curva granulométrica.
1. Fundam Fundament ento o Teórico Teórico Granulometría
La granulometría granulometría es la medición medición de los granos de una formación formación sedimentaria y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a
cada
u no
de
los
tamaños
previstos
por
una
escala
granulométrica .
El método de determinación granulométrico más sencillo es hacer pasar las partículas por una serie de mallas de distintos anchos de entramado (a modo de coladores) que actúen como filtros de los granos que se llama comúnmente columna de tamices. tamices. Pero para una medición más exacta se utiliza un granulómetro láser, cuyo rayo difracta en las partículas para poder determinar su tamaño. Escala granulométrica Partícula Tamaño Arcillas
< 0,002 mm
Limos Arenas Gravas Cantos
0,002-0,06 mm 0,06-2 mm 2 mm-6 cm
rodados Bloques
6-25 cm >25 cm
Curva Granulométrica
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La curva granulométrica de un suelo es una representación gráfica de los resultados obtenidos en un laboratorio cuando se analiza la estructura del suelo desde el punto de vista del tamaño de las partículas que lo forman.
Factores que derivan del análisis granulométrico a) Para agregado fino: Módulo de Finura (MF )
El módulo de finura es un parámetro que se obtiene de la suma de los porcentajes retenidos acumulados de la serie de tamices especificados que cumplan con la relación 1:2 desde el tamiz # 100 en adelante hasta el tamaño máximo presente y dividido en 100 , para este cálculo no se incluyen los tamices de 1" y ½". MF=%Retenido Acumulado100 Se considera que el MF de una arena adecuada para producir concreto debe estar entre 2, 3, y 3,1 o, donde un valor menor que 2,0 indica una arena fina 2,5 una arena de finura media y más de 3,0 una arena gruesa.
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b) Para agregado grueso: Tamaño máximo ( TM)
Se define como la abertura del menor tamiz por el cual pasa el 100% de la muestra. Tamaño Máximo Nominal (TMN)
El tamaño máximo nominal es otro parámetro que se deriva del análisis granulométrico y está definido como el siguiente tamiz que le sigue en abertura (mayor) a aquel cuyo porcentaje retenido acumulado es del l5% o más. La mayoría de los especificadores granulométricos se dan en función del tamaño máximo nominal y comúnmente se estipula de tal manera que el agregado cumpla con los siguientes requisitos.
El TMN no debe ser mayor que 1/5 de la dimensión menor de la estructura, comprendida entre los lados de una formaleta.
El TMN no debe ser mayor que 1/3 del espesor de una losa.
El TMN no debe ser mayor que 3/45 del espaciamiento libre máximo entre las barras de refuerzo.
Granulometría Continua
Se puede observar luego de un análisis granulométrico, si la masa de agrupados contiene todos los tamaños de grano, desde el mayor hasta el más pequeño, si así ocurre se tiene una curva granulométrica continua. Granulometría Discontinua
Al contrario de lo anterior, se tiene una granulometría discontinua cuando hay ciertos tamaños de grano intermedios que faltan o que han sido reducidos a eliminados artificialmente.
Función de los Tamices Los tamices son básicamente unas mallas de aberturas cuadradas, que se encuentran estandarizadas por la Norma Técnica Colombiana # 32.
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La serie de tamices utilizados para agregado grueso son 3", 2", 1½", 1", ¾", ½", 38", # 4 y para agregado fino son # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100, # 200. La serie de tamices que se emplean para clasificar agrupados para concreto se ha establecido de manera que la abertura de cualquier tamiz sea aproximadamente la mitad de la abertura del tamiz inmediatamente superior, o sea, que cumplan con la relación 1 a 2. La operación de tamizado debe realizarse de acuerdo con la Norma Técnica Colombiana # 77 sobre una cantidad de material seco. El manejo de los tamices se puede llevar a cabo a mano o mediante el empleo de la máquina adecuada.
El tamizado a mano se hace de tal manera que el material se mantenga en movimiento circular con una mano mientras se golpea con la otra, pero en ningún caso se debe inducir con la mano el paso de una partícula a través del tamiz.
Balanza de Roberval
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La contribución del matemático al desarrollo de las balanzas ha sido más que importante. Su grano de arena se le suma al de Da Vinci y al de los romanos y egipcios, si hacemos un poco más de historia. Su aporte radicaba en la invención de un sistema de varios astiles que se podían acoplar siempre y cuando fuera paralelamente (mecanismo de Roberval). Debido a esto, lo que se desafiaba era el ya famoso método de palancas o sistema de palancas, que a su vez permitía que los platos de la balanza se mantuvieran en una horizontalidad que no se pusiera en peligro ni siquiera con el desplazamiento de los pesos. Lo que proveía el Mecanismo de Roberval era que los platos destinados a la recepción de la mercadería se encontraran sobre la barra de la balanza. Esto se oponía a una colocación perpendicular de los mismos que encontraba su auge en los métodos más tradicionales. Dicho método continúa en boga hoy, incluso en las balanzas de índole electrónica.
Agregados
Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El
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tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm. •
Agregados grueso: Grava En geología y en construcción se denomina grava a las partículas rocosas de tamaño comprendido entre 2 y 64 mm, aunque no existe homogeneidad de criterio para el límite superior. Pueden ser producidas por el hombre, en cuyo caso suelen denominarse «piedra partida» o «chancada», y naturales. En este caso, además, suele suceder que el desgaste natural producido por el movimiento en los lechos de ríos haya generado formas redondeadas y se denominan canto rodado. Existen también casos de gravas naturales que no son cantos rodados. Estos áridos son partículas granulares de material pétreo de tamaño variable. Este material se origina por fragmentación de las distintas rocas de la corteza terrestre, ya sea en forma natural o artificial. En este último caso actúan los procesos de chancado o triturado utilizados en las respectivas plantas de áridos.
El
material
que
es
procesado,
corresponde
principalmente a minerales de caliza, granito, dolomita, basalto, arenisca, cuarzo y cuarcita .
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•
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Agregado fino: Arena La arena es un conjunto de partículas de rocas disgregadas. En geología se denomina arena al material compuesto de partículas cuyo tamaño varía entre 0,063 y 2 mm. Una partícula individual dentro de este rango es llamada grano de arena. Una roca consolidada y compuesta por estas partículas se denomina arenisca. Las partículas por debajo de los 0,063 mm y hasta 0,004 mm se denominan limo, y por arriba de la medida del grano de arena y hasta los 64 mm se denominan grava.
El componente más común de la arena, en tierra continental y en las costas no tropicales, es el sílice, generalmente en forma de cuarzo. Sin embargo, la composición varía de acuerdo a los recursos y condiciones locales de la roca. Según el tipo de roca de la que procede, la arena puede variar mucho en apariencia. Por ejemplo, la arena volcánica es de color negro mientras que la arena de las playas con arrecifes de coral suele ser blanca. La arena es transportada por el viento, también llamada arena eólica, (pudiendo provocar el fenómeno conocido como calima) y el agua, y depositada en forma de playas, dunas, médanos, etc. En el desierto, la arena es el tipo de suelo más abundante. La granulometría de la arena eólica está muy concentrada en torno a 0,2 mm de diámetro de sus partículas.
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1.
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Materiales ➢
Tamices, ordenados gradualmente, según se trate de arena o grava, con su correspondiente tapa y base.
➢
Tamizadora mecánica
➢
Agregados, que en este caso serán grava y arena.
➢
Recipientes para colocar cada agregado.
➢
Balanza tipo Roberval de 25 Kg de capacidad por plato con sensibilidad de 1gr.
➢
Paño para limpiar el laboratorio.
1. Procedimiento ➢
Se selecciona una muestra de cada material a ensayar, tratando que sea lo más representativa posible.
➢
Calibrar la balanza.
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➢
Pesar el recipiente vacío.
➢
Pesar y anotar la cantidad de grava y arena a ensayar, respectivamente.
➢
Hacer pasar la muestra anterior 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 ( 2, 1½" ,1", ¾", ½" , 38”, # 4 y bases )
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➢
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La cantidad de muestra retenida en cada uno de los tamices se cuantifica en la balanza obteniendo de esta manera el peso retenido.
➢
Lo mismo se realiza con el agregado fino pero pasando la muestra por la siguiente serie de tamices (# 10, # 16, # 30, #40, #50, #100, #200 y Fondo).
➢
En el caso de la arena, colocar la muestra (una vez dentro de la serie de tamices) en la tamizadora mecánica por un lapso de 3 min. Este paso no es necesario en el caso de la grava, ya que puede realizarse manualmente, pero en mayor lapso de tiempo.
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1. Cálculos y Resultados Grava
Tamiz (mm) 2"
% que pasa del Peso Retenido % total Retenid Acumula Retenid (100o (grs) do o retenido ) 0
0
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0
100
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1 (1/2) " 1" (3/4)" (1/2)" (3/8)" 4" Base
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398 2871 982 582 107 56 6,5
398 3269 4251 4833 4940 4996 5002,5
7,96 65,38 85,02 96,66 98,8 99,92 100,05
92,04 34,62 14,98 3,34 1,2 0,08 -0,05
Arena
Retenid % %.... Peso % Tamiz o retenido (100Retenid Retenid (mm) Acumula acumula retenid o (grs) o do do o) N 10 N 16 N 30 N 40 N 50 N 100 N200
255 645 870 95 65 67,5 1,97
255 900 1770 1865 1930 1997,5 1999,47
12,75% 32,25% 43,50% 4,75% 3,25% 3,38% 0,10%
Págin a 12
12,75% 45,00% 88,50% 93,25% 96,50% 99,88% 99,97%
87,25% 55,00% 11,50% 6,75% 3,50% 0,12% 0,03%
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1. Conclusiones ➢
Se considera que una buena granulometría es aquella que está constituida por partículas de todos los tamaños, de tal manera que los vacíos dejados por las de mayor tamaño sean
ocupados
por
otras
de
menor
tamaño
y
así
sucesivamente. ➢
Las granulometrías ideales solo existen a nivel teórico y difícilmente se pueden reproducir en la práctica.
➢
En el Agregado Fino se observó que hay gran variedad de tamaños.
1. Bibliografía •
http://www.construaprende.com/Lab/19/Prac19_1.html
•
http://kmoddl.library.cornell.edu/biographies/Roberwal/Roberval %20balance%202.jpg
•
http://www.arqhys.com/granulometria.html
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