TEORÍA DEL CUARTEO DE MUESTRAS PARA LABORATORIO 1. ANTECEDENTES GENERALES Los diferentes tipos y tamaños de agregados requieren que la muestra de ensaye sea representativa y no pierda esta propiedad a medida que se esté utilizando, para ello el material obtenido en terreno debe ser siempre mayor en cantidad que la muestra requerida para un determinado ensaye. El material debe ser reducido en cantidad según el ensaye que se va a realizar. Este método establece dos procedimiento, uno manual y otro mecánico, ambos aplicables para la reducción de muestras de suelo, áridos y agregados pétreos en general.
2. MUESTREO DE ARIDOS Terminología -
Lote de Pétreo: Conjunto de material pétreo, existente en un lugar y que presenta a simple vista características homogéneas. Muestra Simple: Muestra representativa de un lote. Muestra Compuesta: Muestra que se obtiene al mezclar y homogenizar 2 ó más muestras simples. Muestra de Yacimiento: Muestra representativa de pétreo en su sitio de depósito natural, no sometido a tratamientos alguno. Muestra de producción: Muestra representativa de pétreo que ha sido sometido a tratamiento (trituración, clasificación, lavado). Muestra en Obra: Muestra representativa de un pétreo que se encuentra en obra, en vehiculo o almacenado en un acopio. Muestra Gemela: conjunto de dos o más fracciones de una muestra simple o compuesta separada por cuarteo. Muestras Compañeras: conjunto de dos o más muestras simples que se obtienen de un mismo lote.
2.2. Cuidados -
Si la muestra que se toma de un acopio no es representativa, puede originar errores de un orden muy superior a los errores eventuales del ensayo.
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Cuando el material es heterogéneo, se produce una segregación principalmente producto de la descarga, este problema ocurre sobre todo en el árido grueso y más aun cuando está compuesto de una amplia gama de tamaños; en la arena ocurre principalmente cuando está seca y va acompañada de gravilla.
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Otra causa de heterogeneidad es la contaminación superficial, por ejemplo de polvo arrastrado por el viento. Por otra parte, si se trata de hacer ensayos de humedad, es evidente que nos encontraremos con una notable diferencia entre la parte exterior del acopio, relativamente seca, y la parte interior.
ENSAYE CUARTEO DE MUESTRAS PARA LABORATORIO ASTM C88 1. OBJETIVOS. -
Definir un método para la obtención de muestras para ser usadas en ensayos de laboratorio, a partir de muestras tomadas en terreno sin perder las características de éste.
2. PROCEDIMIENTO -
Este método permite reducir manualmente una cantidad de pétreo para obtener muestras menores a 100 Kg. La cantidad de material estará definida por al siguiente tabla:
CANTIDAD DE MUESTREA PARA CARTEO VS. TAMAÑO NOMINAL TAMAÑO CANTIDAD NOMINAL MÍNIMA DE MAXIMO (mm) MUESTRA (kg) 90 75 63 50 37,5 25 19 12,5 9,5 4,75 2,36
175 150 125 100 75 50 25 15 10 10 10
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Para efectuar el cuarteo, el material deberá estar húmedo, si está seco se deberá humedecer con agua limpia usando un rociador.
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Mezclar bien el material hasta formar una pila con forma de cono.
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Revolver nuevamente y formar un nuevo cono, repitiendo este procedimiento tres veces.
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Distribuir una pala llena del material tan uniformemente como sea posible sobre una lona u otra superficie lisa, plana y ancha.
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Continuar colocando material en capas una encima de otra hasta distribuir todo el material formando un montón plano y ancho. Se debe evitar la conicidad en el montón así preparado.
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Dividir el montón en cuartas partes iguales con una pala de borde recto o una plancha de metal. Cuando emplee una lona, el cuarteo puede hacerse convenientemente
insertando un palo delgado o varilla por debajo de la lona y levantándola para así dividir la muestra en partes iguales, primero en dos mitades iguales y luego en cuartas partes. -
Remover dos cuartas partes opuestas y colocarlas a un lado, cuidando de retirar todo el material fino limpiando los espacios despejados con una brocha o escoba.
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Repetir el procedimiento con la porción restante del agregado hasta que se haya obtenido una muéstrale ensaye del tamaño deseado.
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Si lo desea, se puede guardar la porción que se colocó a un lado para hacer un posible ensaye de comprobación.
LA GRANULOMETRÍA 1. TERMINOLOGÍA -
Granulometría: distribución porcentual en masa de los distintos tamaños de partículas (granos) que constituyen un árido, determinada de acuerdo con la presente norma.
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Porcentaje parcial retenido en un tamiz: porcentaje en masa correspondiente a la fracción directamente retenida en un determinado tamiz.
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Porcentaje acumulado retenido en un tamiz: porcentaje en masa de todas las partículas (granos) de mayor tamaño que la abertura de un determinado tamiz. Se calcula como la suma del porcentaje parcial retenido en ese tamiz más todos los porcentajes parciales retenidos en los tamices de mayor abertura.
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Porcentaje acumulado que pasa por un tamiz: porcentaje en masa de todas las partículas (granos) de menor tamaño que la abertura de un determinado tamiz. Se calcula como la diferencia entre el 100% y el porcentaje acumulado retenido en ese tamiz.
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Tamaño Maximo Absoluto (Da): corresponde la abertura del menor tamiz de la serie; que deja pasar el 100% de la masa del árido.
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Tamaño Máximo Nominal: Corresponde a la abertura inmediatamente menor a Da, cuando por dicho tamiz pasa el 90% o más de la masa del árido. Cuando pasa menos del 90%, el tamaño máximo nominal se considera igual al tamaño máximo absoluto.
2. EXTRACCIÓN DE LA MUESTRA La muestra se extraerá y preparan de acuerdo con lo visto anteriormente.
Nota: La muestras de árido mezclados deben humedecerse antes de la reducción para evitar segregaciones y pérdida de polvo.
3. ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA DE ENSAYE -
Homogeneizar el total de la muestra de laboratorio en estado húmedo y reducirla por cuarteo de acuerdo para obtener, cuando esté seca, el tamaño de muestra de ensayo.
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No se debe reducir la muestra estando seca, ni tampoco a una masa predeterminada.
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Secar la muestra hasta masa constante en horno a una temperatura de 110± 5ºC.
4. TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYO Para árido Fino. Cuando se emplean los tamices de 200 mm de diámetro, la muestra de ensaye en estado seco tendrá una masa ligeramente superior a los valores indicados en la tabla Nº 1, según el tamaño máximo nominal.
TABLA Nº 1 TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE DEL ARIDO FINO
TAMIZ % RETENIDO 5 mm 2,5 mm
MASA MÍNIMA DE LA MUESTRA (G)
≤ 5%
500 100
≤ 5%
Para árido Grueso. Cuando se emplean los tamices de 300 mm de diámetro, la muestra de ensaye en estado seco tendrá una masa ligeramente superior a los valores indicados en la tabla Nº 2, según el tamaño máximo nominal.
TABLA Nº 2 TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE DEL ARIDO GRUESO Tamaño Máximo Absoluto (Da) (mm)
Masa Mínima de la Muestra (kg)
80 63 50 40 25 20 12,5 10
32 25 20 16 10 8 5 4
MÉTODO PARA TAMIZAR Y DETERMINAR LA GRANULOMETRÍA ASTM C 136 / AASHTO T27 1. OBJETIVOS -
Establecer el procedimiento para efectuar el tamizado y determinar la granulometría de los pétreos.
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Este método se aplica a los pétreos que se emplean en la elaboración de morteros, hormigones, tratamientos superficiales asfálticos y mezclas asfálticas.
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La granulometría, en el caso de los pétreos usados en construcción, es una propiedad físicas fundamental para caracterizarlos y poder dosificarlos en el diseño tanto de hormigones como de mezclas asfálticas. Es una propiedad única para cada pétreo.
2. APARATOS Y EQUIPOS -
Balanza mecánica.
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Horno.
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Herramientas y Accesorios: Espátula, brochas, recipiente de secado, recipiente de pesaje, otros.
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Tamices: TAMA OS NOMINALES DE ABERTURA ( mm ) ASTM 80 63 50 40 25 20 12,5 10 6,3 5 2,5 2,0 1,25 0,630 0,315 0,160 0,080
3” 2 ½” 2” 1 ½” 1” ¾” ½” 3/8” ¼”
Nº 4 Nº 8 Nº 10 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº 100 Nº 200
Nota: Cuando no se cuente con tamices de abertura nominales en mm, los tamaños nominales de los tamices podrán ser los correspondientes a ASTM. -
Los marcos de los tamices deben ser metálicos y suficientemente rígidos y firmes para fijar y ajustar las telas de alambre, a fin de evitar pérdidas de material durante el tamizado y alteraciones en las aberturas de las mallas. Deben ser circulares, con diámetros de 200 mm y 300 mm, preferentemente para los gruesos.
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Cada juego de tamices debe contar con un depósito que ajuste perfectamente, para la recepción del residuo más fino.
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Cada juego de tamices debe contar con una tapa que ajuste perfectamente para evitar pérdida de material.
3. PROCEDIMIENTO -
Se seleccionará un juego de tamices correspondiente al material a ensayar.
de acuerdo
con
la especificación
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Dispóngalos según abertura decreciente, montados sobre el depósito receptor y provisto de su tapa. Todos estos elementos deben estar limpios y secos.
El tamizado se efectuará en dos etapas: -
un tamizado inicial manual o mecánico.
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Un tamizado final que deberá ser manual.
Tamizado Inicial. a) Determinar la masa de la muestra en estado seco, registrarla aproximando a 10 g los pétreos gruesos y a 1 g los finos. Vaciar la muestra sobre el tamiz superior y cubrir y cubrirla con la tapa. b) Agitar el conjunto de tamices por un período tal que el primer tamiz del juego pueda ser retirado.
Tamizado Final. -
Retirar el primer tamiz provisto de fondo y tapa.
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Sostenerlo de un costado con una mano, manteniéndolo ligeramente inclinado.
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Golpear firmemente el costado libre hacia arriba con la palma de la otra mano, a un
ritmo de 150 golpes por minuto. -
Girar el tamiz cada 25 golpes, en 1/6 de vuelta.
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Al completar el ciclo de 150 golpes, pesar separadamente el material retenido en el tamiz y el material que pasa retenido en el depósito.
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Trasladar el material que pasa en cada ciclo al tamiz siguiente.
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Repetir el ciclo en el mismo tamiz con el material retenido hasta que se recoja en el depósito una masa inferior al 1 % de la masa retenida, con lo cual se da por terminado el tamizado de esa fracción.
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Retirar el tamiz siguiente provisto de depósito y tapa para efectuar con dicho tamiz los ciclos necesarios y así sucesivamente hasta completar todos los tamices.
2. EXPRESIÓN DE RESULTADOS -
Sumar y registrar la masa total (100%) de las fracciones retenidas en todos los tamices y en el depósito receptor. Esta suma no debe diferir de la masa inicial en más de 3% para finos y de 0,5% para gruesos.
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Cuando no se cumple lo anterior, rechazará el ensayo y se efectuará otro con una muestra gemela.
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Calcular el porcentaje parcial retenido en cada tamiz referido a la masa total de las fracciones retenidas, aproximando al 1%.
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Expresar la granulometría como porcentaje acumulado que pasa indicando como primer resultado el del menor tamiz en que pasa el 100% y como último resultado, el del primer tamiz en que el porcentaje sea 0%.
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Adicionalmente la granulometría se podrá expresar de acuerdo con cualquiera de las siguientes formas:
Como porcentaje acumulado retenido, indicando como primer resultado el menor tamiz en que queda retenido un porcentaje igual a 0% y como último resultado el del primer tamiz en que el porcentaje acumulado retenido sea 100%. Como porcentaje parcial retenido.
