Análisis Granulométrico Por Tamizado de Los Agregados Fino y Grueso ASTM C-136

UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja

Tecnología del concreto y el acero [A]

GRUPO # 4

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO DE LOS AGREGADOS FINO Y GRUESO ASTM C-136

LUIS ANTONIO NARVAEZ CAÑAR

MSc. ALONSO ZUÑIGA Loja, 03/11/14

CONTENIDO 1. INTRODUCCION: ............................................................................................................ 1 2. DEFINICIONES Y OBJETIVOS: ..................................................................................... 1 2.1.1.

Objetivo:...................................................................................................................... 1

2.1.2.

Objetivos específicos: ................................................................................................. 1

2.1.3.

Marco teórico: ............................................................................................................. 2

2.1.3.1. PARA AGREGADO FINO. ......................................................................................... 3 2.1.3.2. PARA AGREGADO GRUESO. .................................................................................. 3 3. MATERIAL Y EQUIPO: ................................................................................................... 4 4. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO: ................................................................................ 5 5. CÁLCULOS Y RESULTADOS: ....................................................................................... 7 5.1 Cálculos: ..............................................................................................................................7 5.2. Resultados:.......................................................................................................................... 8 5.3. Observaciones:.................................................................................................................... 9 5.4. Gráficos: ........................................................................................................................... 10 6. CONCLUISONES Y RECOMENDACIONES: .............................................................. 12 6.1.1.

Conclusiones: ............................................................................................................ 12

6.1.2.

Recomendaciones: .................................................................................................... 13

7. BIBLIOGRAFIA:............................................................................................................. 13 8. ANEXOS:......................................................................................................................... 13

LUIS ANTONIO NARVAEZ

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UNI VERSI DAD TÉCNI CA PARTI CULAR DE LOJA

La Universidad Católica de Loja

I NGENI ERÍA CIVI L

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO DE LOS AGREGADOS FINO Y GRUESO. Norma INEN 157- ASTM C-136 1. INTRODUCCION: Como profesionales en formación de la carrera de Ingeniería Civil, es de vital importancia el conocimiento de la determinación de la granulometría de los agregados fino y grueso; En el ensayo que vamos a realizar vamos a determinar la granulometría de cada agregado fino y grueso que lo realizaremos en el laboratorio de Tecnología del Concreto de la Universidad Técnica Particular de Loja, en el cual hemos traído la muestra de la cantera vi antigua catamayo; Los agregados constituyen alrededor del 75% en volumen, de una mezcla típica de concreto. El término agregados comprende las arenas, gravas naturales y la piedra triturada utilizada para preparar morteros y concretos. La granulometría y el tamaño máximo de los agregados son importantes debido a su efecto en la dosificación, trabajabilidad, economía, porosidad y contracción del concreto. Para la gradación de los agregados se utilizan una serie de tamices, los cuales se seleccionarán los tamaños y por medio de unos procedimientos hallaremos su módulo de fineza, para el agregado fino y el tamaño máximo nominal y absoluto para el agregado grueso.

2. DEFINICIONES Y OBJETIVOS: 2.1.1. Objetivo: Establecer los requisitos de gradación y calidad para los agregados (finos y gruesos) para uso en concreto.

2.1.2. Objetivos específicos: Determinar mediante el análisis de tamizado la gradación que existe en una muestra de agregados (fino, grueso).


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Conocer el procedimiento para la escogencia de un agregado grueso y fino en el diseño de mezcla, para elaborar un concreto de buena calidad. Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaños del agregado (fino y grueso) y con estos datos construir su curva granulométrica. Calcular si los agregados (fino, grueso) se encuentran dentro de los límites para hacer un buen diseño de mezcla.

2.1.3. Marco teórico: La granulometría de una base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor. La denominación en unidades inglesas (tamices ASTM) se hacía según el tamaño de la abertura en pulgadas para los tamaños grandes y el número de aberturas por pulgada lineal para los tamaños grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal para tamices menores de? de pulgada. La serie de tamices utilizados para agregado grueso son 3", 2", 1½", 1", ¾", ½", 3/8", # 4 y para agregado fino son # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100. 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 a2. 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; Recomendando, que los resultados Fórmula. % Retenido = Peso de material retenido en tamiz * 100 Peso total de la muestra Este valor de % retenido se coloca en la columna 3. Se van colocando los porcentajes retenidos acumulados. Se registra el porcentaje acumulado que pasa, que será simplemente la diferencia entre 100 y el porcentaje retenido acumulado. 

Fórmula % PASA = 100 – % Retenido Acumulado


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Los resultados de un análisis granulométrico también se pueden representar en forma gráfica y en tal caso se llaman curvas granulométricas. Estas gráficas se representan por medio de dos ejes perpendiculares entre sí, horizontal y vertical, en donde las ordenadas representan el porcentaje que pasa y en el eje de las abscisas la abertura del tamiz cuya escala puede ser aritmética, logarítmica o en algunos casos mixtos. Las curvas granulométricas permiten visualizar mejor la distribución de tamaños dentro de una masa de agregados y permite conocer además que tan grueso o fino es. En consecuencia hay factores que se derivan de un análisis granulométrico como son:

2.1.3.1. PARA AGREGADO FINO. Módulo de Fineza ( 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 Acumulado 100 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.

2.1.3.2. 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.

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.


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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.

3. MATERIAL Y EQUIPO: Balanzas. Las balanzas usadas tendrán una legibilidad y una exactitud como sigue: Agregado fino: legible a 0.1 gr y con una precisión de 0.1 gr o 0.1 % de la carga de prueba para cualquier punto en el rango se usó, el que sea mayor.

Fig. 1 Equipo.

Agregado grueso o mezclas de agregado fino y grueso: legible y precisa a 0.5 gr o 0.1 % de la carga de prueba para cualquier punto en el rango de uso, el que sea mayor.

Tamices. Que ccumplan con las especificaciones de tamices de la Norma ASTM E11 y que la malla del tamiz se encuentre montada en un marco sólido de tal manera que se prevenga la pérdida de material durante el tamizado. Se recomiendan tamices que estén montados en marcos más grandes que 203.2 mm (8 pulg) de diámetro para el agregado grueso, y así reducir las posibilidades de sobrellenado.


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Fig. 2 Agitador mecánico de tamices.

Agitador mecánico de tamices. Un dispositivo mecánico de tamizado, si se usa, que sea capaz de crear movimiento en los tamices y provocar que las partículas reboten, volteen o giren de manera que presenten diferentes orientaciones en la superficie de tamizado. El uso de un agitador mecánico se recomienda cuando la muestra es igual o mayor a 20 Kg, y puede ser usada para muestras pequeñas incluyendo agregado fino. Un tiempo excesivo de tamizado (más de 10 minutos aproximadamente), puede causar la segregación de la muestra.

Horno. De tamaño apropiado capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 ±5ºC (230±9ºF).

Fig. 3 Horno.

Equipo adicional. Cucharas metálicas, recipientes, guantes. 4. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO: 1. Secar la muestra hasta masa constante a una temperatura de 110±5ºC (230 ± 9ºF).


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Fig. Secar la muestra finos y gruesos. 2. Colocar apropiadamente los tamices en orden decreciente de tamaño.

Fig. Colocar la muestra de la parte superior. 3. Colocar la muestra desde la parte superior de los tamices. 4. Agitar los tamices con la mano o por medios mecánicos.

Fig. Tamizador mecánico. 5. No cargar excesivamente ningún tamiz individual, use tamices tapa o pruebe la muestra en incrementos. Para tamices con aberturas menores a 4.75 mm (Nº 4), la cantidad de muestra retenida no debe exceder 7 Kg/m 2 de la superficie del área del tamiz. Para tamices de malla de 4.75 mm (Nº4) o mayores, la cantidad de material retenido en Kg, no debe exceder el producto de 2.5 x (abertura del tamiz, mm x (área efectiva del tamiz, m^ 2)). 6. Para mezclas de agregado grueso y agregado fino, el material bajo el tamiz 4,75 mm


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puede cribarse en incrementos o partirse apropiadamente en una muestra más pequeña para cribarse. 7. Cribar hasta que no más del 1% de la masa de partículas retenidas pase un tamiz determinado durante 1 minuto de agitación (típicamente 7 a 10 minutos). Golpee un extremo del tamiz 159 veces por minuto, y gire el tamiz alrededor de 1/6 de revolución a intervalos de veinticinco golpes. 8. Alternativamente, la porción más fina que 4.75 mm (Nº 4) puede ser reducida de tamaño por un bifurcador de acuerdo a la práctica ASTM C 702. Al usar este procedimiento se debe calcular la masa de cada incremento como sigue: Donde:

A = masa del tamaño incrementado sobre el total de la muestra base. W1= masa de la fracción más fina que 4.75 mm (Nº4) en la muestra total. W2= masa de la porción reducida del material más fino que 4.75 mm (Nº4) actualmente tamizada, y

B = masa del tamaño incrementado, en la porción reducida del tamiz. 9. Determinar la masa del material retenido en cada tamiz al 0.1%. 10. Sumar la masa de todos los incrementos individuales de tamaño y verifique que este resultado no varié en más del 0.3% de la masa de la muestra original. 11. Si la muestra fue lavada previamente (ASTM C117), agregar la masa de material pasante el tamiz N°. 200 determinado por lavado a la masa de material pasante por cribado seco.

5. CÁLCULOS Y RESULTADOS: 5.1 Cálculos:     


 

Página 7






                

    

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             

5.2. Resultados: Tabla # 1: Muestra de agregado fino:

TAMICES #

Masa de tamiz

Masa de tamiz y muestra

(g)

(g)

3/8

518.31

518.31

4

511.00

546.60

8

477.8

541.7

16

446.95

531.65

30

399.5

490.02

50

372.30

439.41

100

369.93

449.43

200

291.60

367.49

Fondo

379.21

458.41


Página 8



Suma


3766.60

Tabla # 2: Muestra de agregado grueso:

TAMICES

Masa de tamiz

Masa de tamiz y muestra

(pulg)

(g)

(g)

2

518.31

518.31

1½

511.00

546.60

1

535.32

541.7

¾

499.45

531.65

½

547.17

490.02

3/8

518.31

439.41

#4

592.94

449.43

Fondo

379.21

458.41

Suma

3766.60

5.3. Observaciones: Los tamices deben estar correctamente ordenados descendentemente desde el tamiz con la abertura más grande, hasta el más pequeño.


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Se debe introducir porciones no tan grandes en el primer tamiz, para evitar taponamientos en los tamices inferiores. Cuando se tamice manualmente se debe hacer movimientos circulares y no de arriba hacia abajo. Si se usa el agitador mecánico se debe colocar correctamente el equipo para evitar el mal funcionamiento del mismo .

5.4. Gráficos: Tabla # 3

Módulo de finura de árido fino (muestra inicial: 547.53 g)

TAMICES

Masa de

Masa de

Masa de

Masa de

Porcentaje

Porcentaje

#

tamiz

tamiz y

muestra

muestra

retenida

pasa

(g)

muestra

retenida

acumulada

acumulado

(%)

(g)

(g)

(g)

(%)

3/8

518.31

518.31

0

0

0

100.0

4

511.00

546.60

35.61

35.61

6.18

93.82

8

477.8

541.7

63.89

99.50

17.26

82.74

16

446.95

531.65

84.68

184.21

31.96

68.04

30

399.5

490.02

90.54

274.70

47.66

52.34

50

372.30

439.41

67.11

341.80

59.3

40.70


Página 10




100

369.93

449.43

79.52

421.30

73.09

26.91

200

291.60

367.49

75.74

497.20

86.26

13.74

Fondo

379.21

458.41

79.23

576.40

100.0

0.0

Suma

3766.60

576.4

Tabla # 4 100.0% 90.0% 80.0% 70.0% 60.0% Límite máximo fino 50.0%

Limite mínimo fino

40.0%

Muestra fina

30.0% 20.0% 10.0% 0.0% # 100

# 50

# 30

#16

#8

#4

1/2"

1"

1 1/2"

Tabla # 5

Módulo de finura de árido grueso (muestra inicial: 14960 g) TAMICES

Masa de

Masa de

Masa de

Masa de

Porcentaje

Porcentaje

(pulg)

tamiz

tamiz y

muestra

muestra

retenida

pasa (%)

(g)

muestra

retenida

acumulada

acumulado

(g)

(g)

(g)

(%)

518.31

0

0

0

2

518.31


100.0

Página 11




1½

511.00

546.60

887.3

887.3

5.91

94.09

1

535.32

541.7

6447.3

7334.6

48.83

51.17

¾

499.45

531.65

2397.8

9732.4

64.80

35.20

½

547.17

490.02

2354.8

12087.2

80.47

19.53

3/8

518.31

439.41

1303.9

13391.1

89.15

10.85

#4

592.94

449.43

1081.6

14472.7

96.35

3.65

Fondo

379.21

Suma

3766.60

458.41

547.53

15020.23

100.0

0.0

15020.23

Tabla # 6. 100.00% 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% Límite mínimo grueso 50.00%

Límite máximo grueso2

40.00%

Muestra de árido grueso

30.00% 20.00% 10.00% 0.00% #8

#4

1/2"

1"

1 1/2"

6. CONCLUISONES Y RECOMENDACIONES: 6.1.1. Conclusiones: Al realizar el cálculo del módulo de finura se obtuvo un resultado de 2.86. Esto nos indica que contamos con una arena que no se encuentra entre los intervalos


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especificados que son 2,3 y 3,1; concluyendo de esta manera que es una arena adecuada para diseñar una buena mezcla para concreto. El tamaño máximo nominal obtenido fue de 1 1/2" que es el tamaño promedio de las partículas de Agregado. En el Agregado Fino se observó que hay gran variedad de tamaños; ya que si tenemos arenas muy finas se obtienen mezclas segregadas y costosas mientras que con arenas gruesas mezclas ásperas; por esto se debe evitar la utilización de cualquiera de los dos extremos. 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.

6.1.2. Recomendaciones: Es importante leer bien las normas que vamos a utilizar para los respectivos ensayos en el laboratorio. Se recomienda trabajar en orden, dejar los materiales utilizados limpios y ordenados para evitar posibles problemas. Utilizar todo el equipo de seguridad necesario para evitar accidentes

7. BIBLIOGRAFIA: Kosmatka, S; Kerkhoff, B; Panarese, W & Tanesi, J. 2004. DISEÑO Y CONTROL DE MEZCLAS DE CONCRETO. 1era ed. Portland Cement Association, Skokie: Illinois, EE.UU. 25:61-p. MANUAL DEL INGENIERO CIVIL. Tomo I. Mac Graw Hill: México. sección 5-

8. ANEXOS:


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Análisis Granulométrico Por Tamizado de Los Agregados Fino y Grueso ASTM C-136

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