INFORME DE LABORATORIO 1 – GRANULOMETRIA (Agregado grueso y fino) Pedro Luis Beltran Otero Gina Alexandra Gomez Guerra Rafael Eduardo Moreno Gomez Samira Rodriguez Serpa MAria Jose Corena Mairlen Florez Ayala Facultad de Ciencias e ingenierías Universidad del Sinú: Elias Bechara Zainúm RESUMEN En el campo de la ingeniería, la granulometría es indispensable a la hora de clasificar materiales de construcción, esta se hace a partir la distribución de los diversos tamaños de las partículas que componen un suelo, su principal herramienta de trabajo se conoce como malla o tamiz. El método de medición más sencillo y popular consiste en hacer pasar las partículas por un complejo de mallas con entramado de distintas anchuras, una especie de coladores que sirven como filtros, lo conocido como columna de tamices. En este laboratorio se puso en practica la teoría de agregados finos y gruesos estudiada en clases, por medio de la realización de ensayos físicos bajo las NTC (Norma Tecnico Colombiana) y especificaciones de los áridos. El fin de dicho laboratorio es determinar la distribución por tamaños de las partículas de la arena (árido fino) y la grava (arido grueso) por separación con tamices estándar de abertura cuadrada. 1. TEORÍA RELACIONADA Los agregados o aridos son productos de procesos naturales que involucran condiciones especiales de temperatura y presión, asi como tambien efecto de meteorizacion. Los agregados o áridos son el mayor constituyente del concreto, generalmente componen el 70% del material en un metro cubico de concreto. Hacen que este material compuesto sea económico, eficaz y resistente. La calidad está determinada por su origen, distribución granulométrica, densidad, forma y superficie. El tamaño de un grano, clasto o partícula, no siempre fácil de determinar cuando son irregulares, se suele definir como el diámetro de una esfera de su mismo
volumen, y se expresa en milímetros. En los cantos de mayor tamaño se suele hacer la media de las tres medidas ortogonales máximas, aunque no se corten en el mismo punto.1 -
Metodo de determinación granulométrico
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. Tomando en cuenta el peso total y los pesos retenidos, se procede a realizar la curva granulométrica, con los valores de porcentaje retenido que cada diámetro ha obtenido. La curva granulométrica permite visualizar
la tendencia homogénea o heterogénea que tienen los tamaños de grano (diámetros) de las partículas.
El tamizado debe efectuarse cumpliendo cn la norma NTC 77 en la que se describe el tamaño de ñla muesra a ensayar y el procedimiento a seguir para realizar un análisis granulométrico. Los resultados deben expresarse de forma tabulada como se muestra en la siguiente tabla.
Columna (2): Aparece indicado la masa retenida en cada tamiz (obtenido en el laboratorio) (Xi).
Columna (3): En ella se expresa cada valor Xi de la columna (2) como porcentaje de la masa total de la muestra XT de acuerdo a la siguiente fórmula: Yi=Xi*100 / XT
Columna (4): En esta se indica el acumulado de los porcentajes retenidos en cada tamiz: Por ejemplo: Z1=Y1, Z2=Y1+Y2, Z3=Y1+Y2+Y3,...hasta Zn=100%
Columna (5): Con base en el porcentaje retenido acumulado en cada tamiz se determina el porcentaje que pasa también por cada tamiz: ti=100-Zi. Este porcentaje que pasa es el más utilizado para hacer la representación gráfica de la granulometría.
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Curva Granulometrica
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. Para este análisis se utilizan dos procedimientos en forma combinada, las partículas mayores se separan por medio de tamices con aberturas de malla estandarizadas, y luego se pesan las cantidades que han sido retenidas en cada tamiz.
Para la Tabla 2.10 Tenemos lo siguiente:
Columna (1): Esta columna indica la serie de tamices empleada en el análisis granulométrico en orden descendente (en la tabla se muestran unos a manera de ejemplo).
2
-
Módulo de finura.
El módulo de finura es un factor empírico que permite estimar que tan fino o grueso es un material. Esta definido como la centésima parte del número que se obtiene al sumar los porcentajes retenidos acumulados en la siguiente serie de tamices: 149µm(No.100), 297µm(No.50), 595µm(No.30), 1,19mm(No.16), 2,38mm(No.8), 4,76mm(No.4), 9,51mm(3/8"), 19mm(3/4"), 38,1mm(1½") y los tamices siguientes cuya abertura está en relación de 1 a 2. El módulo de finura se puede calcular a cualquier material, sin embargo se recomienda determinar el módulo de finura al agregado fino y según su valor, este agregado se puede clasificar tal como se presenta en la tabla No. 2.12.
de agregados, la cual puede ser única. El tamaño máximo y el tamaño máximo nominal se determinan generalmente al agregado grueso únicamente.
2. PROCEDIMIENTO -
Por el método de cuarteo que sacan 758.5 gr g de arena, se organizan los tamices por numero empezando con el, N° 4, N° 8, N° 16, N° 30, N° 50, N°100, N° 200 y Fondo. Se adiciona la arena en la malla N°4, se hace vibrar ya sea manual o mecánicamente hasta que todo el material que sea menor que el tamaño del tamiz pase, luego se procede a sacar el material retenido en el tamiz y se pesa, evitando que se desperdicie material. Este proceso se realiza para cada tamiz hasta pasar todo el material, se debe ir tabulando los resultados de los pesos. -
-
Agregado Grueso (Grava)
Tamaño Máximo.
Está definido como la menor abertura del tamiz que permite el paso de la totalidad del agregado. De manera práctica representa el tamaño de la partícula más grande que tiene el material. -
Agregado fino (Arena)
Tamaño Máximo Nominal
El tamaño nominal máximo de las partículas es el mayor tamaño del tamiz, listado en la norma aplicable, sobre el cual se permite la retención de cualquier material. Es más útil que el tamaño máximo porque indica de mejor manera el promedio de la fracción gruesa, mientras que el tamaño máximo solo indica el tamaño de la partícula más grande de la masa
Por el método de cuarteo que sacan 7406 gr gr g de grava, se organizan los tamices por numero empezando con el ¾” , ½” , ⅜” , N° 4, N° 8, N° 16, N° 30, N° 50, N°100, N° 200 y Fondo. Se adiciona el triturado en cada una de los tamices empezando por el ¾”, se hace vibrar ya sea manual o mecánicamente cada tamiz hasta que todo el material que sea menor que el tamaño del tamiz pase, luego se procede a sacar el material retenido en cada tamiz y se pesa cada uno, evitando que se desperdicie material, se debe ir tabulando los resultados de los pesos.
3
3. RESULTADOS
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Una vez tabulados los datos del proceso realizado se obtuvieron los siguientes resultados: -
Para agregado grueso (Grava)
Peso Neto (gr) = 7406 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑁𝑒𝑡𝑜 − 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 = ( ) ∗ 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜
Para agregado fino (Arena)
𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 − % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 = ( ) ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑁𝑒𝑡𝑜
Peso Neto (gr) = 758.5
− %𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = ∑ %𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑁𝑒𝑡𝑜 − 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 = ( ) ∗ 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜
−% Pasa = 100 - %Retenido acumulado
𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 − % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 = ( ) ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑁𝑒𝑡𝑜
Tamiz
Peso retenido (gr)
Correc peso ret (gr)
% retenido
% Retenido acu.
% Pasa
3/4
475.9
477.1
6.4
6.4
93.6
1/2
2547.2
2553.6
34.6
41
59
3/8
1356.7
1360.1
18.4
59.4
40.6
N°4
2152.5
2157.9
29.1
88.5
11.5
− %𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = ∑ %𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 −% Pasa = 100 - %Retenido acumulado
Tamiz
Peso retenido (gr)
Correc peso ret (gr)
% retenido
% Retenido acu.
% Pasa
N°4
10
10
1.3
1.3
98.7
N°8
542.7
544.1
7.3
95.8
4.2
N°8
21.9
21.9
2.98
4.2
95.8
N°16
121.6
121.9
1.7
97.5
2.5
N°16
62.7
62.8
8.3
12.5
87.5
N°30
54.2
54.3
0.7
98.2
1.8
N°30
235.0
235.5
31.4
43.6
56.4
N°50
55.2
55.3
0.7
98.9
1.1
N°50
373.3
374.1
49.3
92.2
7.8
N°100
32.8
32.9
0.4
99.3
0.7
N°100
49.4
49.5
6.5
99.4
0.6
N°200
18.7
18.7
0.3
99.6
0.4
N°200
3.1
3.2
0.4
99.8
0.2
FONDO
30
30.1
0.4
100
0
FONDO
1.4
1.5
0.2
100
0
TOTAL
7387.5
7406
100
TOTAL
756.8
758.5
100
Curva Granulometrica (Grava)
Curva granulometrica
100 80
98.7 100
95.8
%Pasa
120 87.5
% Pasa
80
60 40
56.4
60
20
40
0
20
7.8
3/4 1/2 3/8 0.6
0.2
100
200
4
8
16
30
50 100 200
tamiz
0 4
8
16
30
50
% Pasa
Tamiz % Pasa
4
4. ANÁLISIS Y CONCLUSIONES La granulometría y el tamaño máximo afectan las proporciones relativas de los agregados, así como la cantidad de agua y cemento necesarios en la mezcla y también la manejabilidad, la economía, la porosidad y la contracción del concreto. Las variaciones en la gradación pueden afectar seriamente la uniformidad de una mezcla a otra. En general, los agregados deben de tener partículas de todos los tamaños con el fin de que las partículas pequeñas llenen los espacios dejados por las partículas más grandes, de ésta forma se obtiene un mínimo de huecos o sea una máxima densidad; como la cantidad de pasta (agua más cemento) que se necesita para una mezcla es proporcional al volumen de huecos de los agregados combinados, es conveniente mantener este volumen al mínimo. Como se puede obervar en los resultados de las curvas granulométricas el material tamizado (tanto el agregado fino como el grueso) son aptos para realizar una mezcla yta que las muestras de material contienen partículas de todos los tamaños. Cabe mencionar que el agregado fino (arena) dio una grafica mas optima que la del agregado grueso (grava)
5. REFERENCIAS [1] CONCRETO SIMPLE ING. GERARDO A. RIVERA. [2]https://es.wikipedia.org/wiki/Clasificaci%C3%B3n_ granulom%C3%A9trica [3] Apuntes Materiales para Hormigon – Unisinu
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6. ANEXOS
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