A NÁ L IS IS G R A NU NUL L OMÉ TR IC O DE A G R E G A D OS G R UE S OS Y F IN OS
INTRODUCCION
Los agregados son cualquier sustancia solida o partículas (masa de materiales casi siempre pétreos) añadidas intencionalmente intencionalmente al concreto que ocupan un espacio rodeado por pasta de cemento, de tal forma, que en combinación con ésta proporciona resistencia mecánica al mortero o concreto en estado endurecido y controla los cambios volumétricos durante el fraguado del cemento. Los agregados ocupan entre 59% y 76% del volumen total del concreto. Están constituidos por la parte fina (arena) y la parte gruesa (grava o piedra triturada). Además, la limpieza, sanidad, resistencia, forma y tamaño de las partículas son importantes en cualquier tipo de agregado. En nuestro laboratorio nos enfocaremos en esta última, teniendo como propiedad LA GRANULOMETRÍA. Ahora, 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 que están especificados en la Norma Técnica Colombiana NTC 32, 174, 77 los cuales se seleccionarán los tamaños y por medio de unos procedimientos hallaremos su módulo de finura, para el agregado fino y el tamaño máximo nominal y absoluto para el agregado grueso.
OBJETO
Determinar si la granulometría de los agregados (finos, grueso) se encuentra dentro de los parámetros establecidos en la norma NTC174, para un diseño de mezcla adecuado.
Este método de ensayo tiene por objeto determinar cuantitativamente la distribución de los tamaños de las partículas de agregados gruesos y finos de un material, por medio de tamices de abertura cuadrada progresivamente decreciente. Este método también se puede aplicar usando mallas de laboratorio de abertura redonda, y no se empleará para agregados recuperados de mezclas asfálticas.
Esta norma no pretende considerar todos los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad de quien la emplee, el establecimiento de prácticas apropiadas de seguridad y salubridad y la aplicación de limitaciones regulatorias con anterioridad a su uso.
Calcular el modulo de finura para agregados finos.
Calcular tamaño máximo y tamaño máximo nominal para agregados gruesos.
Determinar si los agregados son óptimos para la elaboración de concreto
JUSTIFICACION
El ensayo de granulometría de los agregados es de verás importancia para el diseño del concreto debido a la relevante influencia de los agregados en la resistencia del mismo. Con lo dicho anteriormente se resalta que para diseñar un concreto que suplan las necesidades o requerimientos es menester controlar nuestra variable agregados. Entre los agregados existe una relación granulométrica (agregados finos y gruesos) junto a la pasta de cemento, esta mezcla tiene que ser proporcional a las densidades del concreto a diseñar. Ahora, según sea el cuidado y control de la granulometría de los agregados así será los resultados de resistencia y durabilidad de la obra a edificar. Además, existen normas que rigen los rangos granulométricos óptimos a utilizar en una mezcla de concreto, por lo tanto en los estudios de agregados es completamente importante regirse a la norma. DEFINICIONES
Definiciones – Para las definiciones de los términos utilizados en esta norma, se debe referir a la terminología expuesta en la norma ASTM C-125 USO Y SIGNIFICADO
Este método se usa principalmente para determinar la granulometría de los materiales propuestos que serán utilizados como agregados. Los resultados se emplean para determinar el cumplimiento de los requerimientos de las especificaciones que son aplicables y para suministrar los datos necesarios para la producción de diferentes agregados y mezclas que contengan agregados. Los datos pueden también servir para el desarrollo de las relaciones referentes a la porosidad y el empaquetamiento.
La determinación exacta del material que pasa el tamiz de 75 μm (No.200) no se
puede lograr mediante este ensayo. El método de en sayo que se debe emplear es el dado por la norma INV E – 214 "Determinación de la cantidad dematerial fino que pasa el tamiz de 75 μm (No.200)".
EQUIPO Y MATERIALES UTILIZADOS
Muestra de 3000 Kg de agregados gruesos
Muestra de 1000 Kg de agregados finos
Serie de tamices (2¨, 1¨, 3/4¨, 1/2¨, 3/8¨, ¼¨, #4, #8,#16,#30, #50,
#100, #200), fondo.
Recipientes de plástico.
Balanza – Con sensibilidad de por lo menos 0.1% de la masa de la muestra
que va a ser ensayada.
Tamices – Se dispondrá de la serie de tamices de ensayo adecuada para
obtener la información deseada de acuerdo con las especificaciones para el material que se ensaya. Los marcos de los tamices se deberán acoplar de forma que se evite cualquier pérdida de material durante el proceso de tamizado. MUESTRA
Las muestras para el ensayo se obtendrán por medio de cuarteo, manual o mecánico, (según la norma INV E – 202). El agregado debe estar completamente mezclado antes de cuartearlo y tener la suficiente humedad para evitar la segregación y la pérdida de finos. La muestra para el ensayo debe tener la masa seca aproximada y consistir en una fracción completa de la operación de cuarteo. No está permitido seleccionar la muestra con una masa exacta determinada. Agregado fino – Las muestras de agregado fino para el análisis granulométrico,
después de secadas, deberán tener una masa mínima de 300 g.
Agregado grueso – Las muestras de agregado grueso para el análisis granulométrico,
después de secadas, deberán tener aproximadamente 5 kg con rspesto a la guía de laboratorio
PROCEDIMIENTO
Se seca la muestra a una temperatura de 110° ± 5°C (230° ± 9°F), hasta obtener masa constante, con una aproximación de 0.1% de la masa seca original de la muestra. También las muestras se pueden secar a las mayores temperaturas asociadas con el uso de planchas de calentamiento, sin que se afecten los resultados, siempre que el vapor escape sin generar presiones suficientes para fracturar las partículas y las temperaturas no sean tan altas que causen la rotura química del agregado. Se selecciona un grupo de tamices de tamaños adecuados para suministrar la información requerida por las especificaciones del material que se va a ensayar. El uso de tamices adicionales es aconsejable si se desea otro tipo de información, tala como el módulo de finura, o para regular la cantidad de material sobre un determinado tamiz. Se encajan los tamices en orden decreciente, por tamaño de abertura y se coloca la muestra (o porción de muestra si el material se va a tamizar por porciones) sobre el tamiz superior. Se agitan los tamices mano o por medio de la tamizadora mecánico, durante un período adecuado, satisfaciendo el criterio mencionado en la Sección 6.4. La cantidad de material en un tamiz dado se debe limitar de tal forma que todas las partículas tengan la oportunidad de alcanzar las aberturas del tamiz varias veces durante la operación de tamizado.
La masa retenida en tamices con aberturas menores de 4.75 mm (No.4), cuando se complete la operación de tamizado, no debe ser mayor de 7 Kg/m² de superficie de tamizado. Para tamices con aberturas de 4.75 mm (No.4) y mayores, la cantidad retenida, en kg, no deberá exceder el producto de 2.5 x (abertura del tamiz, mm x área efectiva de tamizado, m²). Esta cantidad se muestra en la Tabla 1 para 5 tamices con dimensiones de uso común. En ningún caso, la masa debe ser tan grande que cause deformación permanente en la malla del tamiz En el caso de mezclas de agregados gruesos y finos, la porción de muestra más fina que el tamiz de 4.75 mm (No.4) se puede distribuir entre dos o más grupos de tamices para prevenir sobrecarga de los tamices individuales. Para el cálculo se suman todas las masas retenidas de cada porción en cada tamiz de la misma abertura. Alternativamente, se puede reducir la cantidad del material más fino que el tamiz de 4.75 mm (No.4), para agilizar la operación de tamizado, utilizando un cuarteador mecánico, y se realiza el tamizado con una de las porciones resultantes del cuarteo. Si se sigue este procedimiento, se debe calcular la masa de cada fracción respecto a la muestra total para efectuar los cálculos de granulometría de todo el material.
DATOS Y RESULTADOS Para la granulometría: Del agregado fino TAMICES
ABERTURA
PESO
%RETENIDO
%RETENIDO
% QUE
ASTM
mm
RETENIDO
PARCIAL
ACUMULADO
PASA
3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" 1/4" No4 No8 No10 No16 No20 No30 No40 No50 No60 No80 No100 No200 BASE TOTAL % PERDIDA
76,200 63,500 50,600 38,100 25,400 19,050 12,700 9,525 6,350 4,760 2,380 2,000 1,190 0,840 0,590 0,420 0,300 0,250 0,180 0,149 0,074
=
= =
Ilave 100
1,39 55,82
0,46 18,63
0,46 19,10
99,54
95
100
80,90
80
100
55,05
18,38
37,48
62,52
50
85
69,59
23,23
60,71
39,29
25
60
71,00
23,70
84,41
15,59
10
30
34,74 8,69 3,27
11,60 2,90
96,01 98,91
3,99 1,09
2
10
1,09 100,00
100,00 2054,40
0,00
299,55 0.15%
ΣRetenido acomulado% 100%
0.463% + 19.07% + 37.42% + 60.617% + 84.283% + 95.863% 100% 297.7166% 100%
% =
DESCRIPCION DE LA MUESTRA
Fue extraída de la cantera de
= 2.98
Para el
ESPECIF. ASTM
−
∗ 100%
MODULO DE FINEZA :
2,98
El módulo de fineza debe de estar dentro de los límites de 2.35 - 3.15, no debiendo excederse el límite en más o menos 0.2 Max 3.35
% =
300 299.55 300
∗ 100%
% = 0.15%
CURVA GRANULOMETRICA 3" 21/2"2"11/2"1" 3/4" 1/2"3/8" 1/4" N4
8 10
16 20 30 40
50 6 0 8 0 10 0
200
100 90 80 O S70 E P60 N E50 A S40 A P30 E U20 Q 10 % 0
Curva Granulometrica ESPECIFICACION ASTM
0 0 0 0 0 0 0 0 0 . 0 5 6 1 . . . . 0 2 3 0 8 0 6 7 6 5 3 1
0 0 4 . 5 2
0 5 0 . 9 1
0 5 0 0 0 5 6 . 2 5 3 7 . . . 0 9 6 4 1
0 0 7 . 2 1
0 0 8 0 3 0 . . 2 2
0 0 0 . 4 8 . 1 0
0 9 1 . 1
0 9 5 . 0
0 2 4 . 0
0 0 0 5 3 2 . . 0 0
0 9 8 4 1 1 . . 0 0
TAMAÑO DEL GRANO EN mm
0 4 1 . 7 . 0 0 0
1 0 . 0
Del Agregado grueso ESPECIFICACIONES TAMICES
ABERTURA
ASTM
mm
3" 2 1/2"
76,200 63,500
2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" 1/4" No4 No8 No10 No16 No20
50,600 38,100 25,400 19,050 12,700 9,525 6,350 4,760 2,380 2,000 1,190 0,840
No30 No40 No50 No60 No80 No100 No200
0,590 0,420 0,300 0,250 0,180 0,149 0,074
RETENIDO
=
%RETENIDO PARCIAL
%RETENIDO
% QUE
ACUMULADO
PASA
TAMAÑO MAXIMO: ASTM C-33-54
DESCRIP. DE LA MUESTRA
0,00 0,00 0,00 710,00 955,00 0,00 3985,00 0,56 0,00 0,55 0,00
0,00 0,00 0,00 12,56 16,90 0,00 70,50 0,01 0,00 0,01 0,00
0,00 0,00 0,00 12,56 29,46 29,46 99,96 99,97 99,97 99,98 99,98
100,00
100
100
100,00
95
100
25
60
0
10
100,00 87,44 70,54 70,54 0,04 0,03 0,03 0,02 0,02 MODULO DE FINEZA :
0,71
0,01
99,99
0,01
0,35
0,01
100,00
0,00
5652,17
100,00
ΣRetenido acomulado% 100%
12.56%+ 29.46%+ 29.46%+ 99.96%+ 99.97%+ 99.97%+ 99.98%+ 99.98%+ 99.99%+ 100%
=
100%
771.33% 100%
= 7.71
3/4"
Cantera de Ilave
BASE TOTAL
=
PESO
7,71
CURVA GRANULOMETRICA 3"
21/2"
2"
11/2"
1"
3/4"
1/2"
3/8"
1/4"
N4
8
10
16
100 90 Curva Granulometrica
80 O S 70 E P N 60 E A 50 S A 40 P
ESPECIFICACIONES ASTM ESPECIFICACIONES ASTM
E U 30 Q 20 % 10 0
0 0 . 0 0 1
0 0 2 . 6 7
0 0 5 . 3 6
0 0 6 . 0 5
0 0 1 . 8 3
0 0 4 . 5 2
0 5 0 . 9 1
0 0 7 . 2 1
0 5 0 . 2 0 5 . 1 9
0 5 3 . 6
0 6 7 . 4
0 8 3 . 2
0 0 0 . 2
0 9 1 . 1
0 0 . 1
TAMAÑO DEL GRANO EN mm
CONCLUSION
De acuerdo a los resultados obtenidos se puede concluir que: El agregado fino no cumple con las especificaciones de la nor ma NTC174 puesto que sobrepasa el límite superior establecido y además de esto tampoco cumple con el módulo de finura por lo que si se quiere utilizar esta arena para la elaboración del concreto tendría que pasar por un proceso de mejoramiento para así optimizar sus propiedades y bridarle así al concreto la alta resistencia que éste necesita. El agregado fino si se puede utilizar para la elaboración de concreto, pero, ya éste no brindaría la misma resistencia que brindaría un concreto realizado con arena que si cumple con la norma NTC174, aun así este agregado fino puede mejorarse como ya lo habías dicho anteriormente pero lo primordial es tener un agregado que si cumpla con la norma. El proceso de mejoramiento para este agregado se realiza una vez ya tengamos más ensayos realizados a dicho agregado por lo que se conocerá el procedimiento antes de realizar el diseño de mezcla final.
El agregado grueso cumple todas especificaciones para este establecidas en la norma NTC 174 por lo que sí se puede utilizar para la elaboración de concreto de alta resistencia. BIBLIOGRAFIA
[Sánchez de Guzmán, Diego. Tecnología del Concreto y Propiedades; 1997, Pag 67] NORMA TECNICA COLOMBIANA # 77. Método para el Análisis por Tamizado de los Agregados Finos y Gruesos. NORMA TECNICA COLOMBIANA # 174. Especificaciones de los Agregados para Concreto. Cuarta Revisión CONCRETO. Serie de Conocimientos Básicos. Revista N°1. ASOCRETO. Instituto Colombiano de Productores de Cemento. MANUAL DEL INGENIERO CIVIL. Tomo I. Mac Graw Hill: México. Sección 5-6.
