Informe de Abrasion

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

INDICE 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA……………………………………………………………………… OBJETIVOS………………………………………………………………………………………………………… MARCO TEÓRICO………………………………………………………………………………… EQUIPO Y HERRAMIENTAS………………………………………………………………………… PROCEDIMIENTO……………………………………………………………………………………………… CALCULOS Y RESULTADOS……………………………………………………………………………… CONCLUSIONES ………………………………………………………………………………………………… RECOMENDACIONES ………………………………………………………………………………………

9. ANEXOS…………………………………………………………………………………………………………………

TECNOLOGIA DE MATERIALES



ENSAYO DE MAQUINA DE LOS ANGELES - ABRASIÓN 1. OBJETIVOS •

Medir el desgaste producido por una combinación de impacto y rozamiento superficial en una muestra de agregado de granulometría preparada.

• Saber que tan resistente es el agregado que se va a utilizar e identificar

los usos que se le puede dar, con la finalidad de conseguir concretos resistentes; ya que este material estará expuesto a una constante agresión física. 2. INTRODUCCION

El índice de desgaste de un material está relacionado con su resistencia a la abrasión por medios mecánicos y también con la capacidad resistente de los hormigones con él fabricados; cobra particular importancia en áridos empleados en hormigones de pavimentos. Las normas establecen el procedimiento para determinar la resistencia al desgaste de las gravas de densidad real normal. En este caso, por corresponder a un equipo especial y a un ensayo que sólo se realiza en laboratorios calificados se resumirán sólo los TECNOLOGIA DE MATERIALES



aspectos más útiles o directamente relacionados con laboratorios de faena.El método consiste en analizar granulométricamente un árido grueso, preparar una muestra de ensayo que se somete a abrasión en la máquina de Los Ángeles y expresar la pérdida de material o desgaste como el porcentaje de pérdida de masa de la muestra con respecto a su masa inicial.

3. MARCO TEÓRICO

La resistencia a la abrasión, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedad que depende principalmente de las características de la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partículas van a estar sometidas a un roce continuo como es el caso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados que se utilizan deben estar duros. Para determinar la dureza se utiliza un método indirecto cuyo procedimiento se encuentra descrito en la NTP 400.019. Dicho método más conocido como el de la Máquina de los Angeles, consiste básicamente en colocar una cantidad especificada de agregado dentro de un tambor cilíndrico de acero que está montado horizontalmente. Se añade una carga de bolas de acero y se le aplica un número determinado de revoluciones. El choque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasión y los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del material desgastado expresándolo como porcentaje inicial.




La evaluación de la resistencia a la abrasión se realiza a partir del incremento en material fino que se produce por el efecto de golpeo con la carga abrasiva dentro del tambor cilíndrico. La resistencia a la abrasión se usa generalmente como un índice de calidad de los agregados, ya que proporciona cierta indicación de la capacidad de éstos para producir concretos resistentes.




3.1 LA MÁQUINA DE LOS ÁNGELES

Ésta es un aparato constituido por un tambor cilíndrico hueco de acero de 500 mm de longitud y 700 mm de diámetro aproximadamente, con su eje horizontal fijado a un dispositivo exterior que puede transmitirle un movimiento de rotación alrededor deleje. El tambor tiene una abertura para la introducción del material de ensayo y de la carga abrasiva; dicha abertura está provista de una tapa que debe reunir las siguientes condiciones: • Asegurar un cierre hermético que impida la perdida del material y del polvo. • Tener la forma de la pared interna del tambor, excepto en el caso de que por la disposición de la pestaña que se menciona más abajo, se tenga certeza de que el material no puede tener contacto con la tapa durante el ensayo. • Tener un dispositivo de sujeción que asegure al mismo tiempo la fijación rígida de la tapa al tambor y su remoción fácil. Para determinar la dureza se utiliza un método indirecto cuyo procedimiento se encuentra descrito en las Normas de Ensayo de Materiales para los agregados gruesos, consiste básicamente en colocar una cantidad especificada de agregado dentro de la Máquina de los Ángeles. Se añade una carga de bolas de acero y se le aplica un número determinado de revoluciones. El tambor tiene fijada interiormente y a lo largo de una generatriz, una pestaña o saliente de acero que se proyecta radialmente, con un largo de 90 TECNOLOGIA DE MATERIALES



mm aproximadamente. Esta pestaña debe estar montada mediante pernos u otros medios que aseguren su firmeza y rigidez. La posición de la pestaña debe ser tal que la distancia de la misma hasta la abertura, medida sobre la pared del cilindro en dirección de la rotación, no sea menor de 1250 mm. La pestaña debe remplazarse con un perfil de hierro en ángulo fijado interiormente a la tapa de la boca de entrada, en cuyo caso el sentido de la rotación debe ser tal que la carga sea arrastrada por la cara exterior del ángulo.

El choque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasión y los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del material desgastado expresándolo como porcentaje inicial.

Donde : Pa es la masa de la muestra seca antes del ensayo (grs) Pb es la masa de la muestra seca después del ensayo,




3.2 REQUISITOS PARA EFECTUAR EL ENSAYO 

Carga abrasiva: La carga abrasiva la constituyen esferas de acero



cuyo peso total dependerá de la graduación granulométrica de la muestra de prueba (tabla No. 2) y deberá ser como se indica en la tabla No. 1. Diámetro de las esferas: 1 27/32 pulgadas. Peso de las esferas: entre 390 y 445 gramos.



Número de revoluciones a que debe girar la máquina de los



Ángeles: 500. 

Velocidad a que debe girar la máquina: 30 a 33 r.p.m.







4. EQUIPO Y HERRAMIENTAS 

Máquina de los Ángeles

Tambor de acero de 710 ± 6 mm de diámetro interior y de 510 ± 6 mm de longitud interior montado horizontalmente por sus vástagos axiales con una tolerancia de inclinación de 1 en 100, uno de los cuales debe tener un dispositivo de polea o similar, para acoplar el motor. En su manto cilíndrico debe tener una abertura para introducir la muestra, con una tapa provista de dispositivos para fijarla firmemente en su lugar y que asegura una estanqueidad al polvo. Debe llevar en su superficie interior una aleta consistente en una plancha de acero desmontable, fijada rígida y firmemente a todo lo largo de una generatriz del cilindro de modo que se proyecte radialmente hacia el interior en 90 ± 3 mm. La distancia entre la aleta y la abertura, medida a lo largo de la circunferencia exterior del cilindro y en la dirección de rotación, debe ser igual o mayor que 1.25 m. Su rotación debe estar comprendida entre 30 y 33 revoluciones por minuto. Debe estar contrapesada e impulsada de modo de mantener una velocidad periférica uniforme.






Agregado grueso

Se debe tener una muestra del agregado a utilizar debidamente cuarteado.






Balanza.- Una balanza con una aproximación a 1gr.

Un uso importante de las balanzas es para pesar pequeñas cantidades de masa que se utiliza en los laboratorios para hacer pruebas o análisis de determinados materiales. Estas balanzas destacan por su gran precisión.



Tamiz No.12

Este tamiz lo utilizaremos para clasificar el agregado grueso que hemos utilizado con el polvo proveniente de la maquina de los ángeles, en la que hemos realizado al abrasión. Utilizamos posteriormente el agregado retenido de este tamiz.






Carga abrasiva.- Consiste en esferas de acero o de fundición de

diámetros entre 46.38mm y 47.63mm y un peso comprendido entre 390g y 445g.






Bandejas rectangulares

Bandejas de uso general para una gran variedad de tareas de laboratorio. Debe tener las siguientes características:  Diseño sólido y resistente a impactos 

Resistente a temperaturas de hasta +70 °C (+80 °C)



Superficies lisas, lo que facilita la limpieza






Cucharon

Sirve para poder recoger el material y moverlo a donde sea requerido, además para recoger los residuos de las sustancias que se quedan en algún lugar.



Horno: Con circulación de aire y temperatura regulable para las

condiciones del ensayo.




5. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO A : PREPARACIÓN DE LA MUESTRA.

Preparar el material (5kg), en nuestro caso el material utilizado es de 3/4”. Material < 2”: ASTM C -131

(5 kg)

Material > 2”: ASTM C-535 (10 kg)

La muestra de agregado que se empleará para el ensayo de resistencia a la abrasión deberá:  Cribarse para separar las fracciones de distintos tamaños.







Secar la muestra a peso constante en el horno a una temperatura de 105° C a 110° C (221° F a 230° F). Una vez obtenidas las fracciones de distinto tamaño, se combinarán las cantidades necesarias para dar al material la graduación especificada en la tabla No. 2. 



Obtenidos los pesos entramos en la Sgt tabla: Wret

A

B

1”

1250±25

3/4”

1250±25

1/2”

1250±10 2500±10

3/8”

1250±10 2500±10

C

1/4”

2500±10

Nº 4

2500±10

Nº 8

D

5000±10

Si no obtenemos los pesos para la gradación A se descarta y pasamos a la B

Para nuestro agregado utilizamos la gradación B con 9 billas, siendo nuestro tamaño máximo nominal ,en nuestro caso, tomamos los 5000 kg y con este peso lo llevamos a la maquina de los ángeles.



B:

1.


PROCEDIMIENTO.

De acuerdo a la granulometría previamente obtenida y de acuerdo al tamaño máximo, consultar las tablas 1 y 2 para ver la graduación del material y elegir el número de esferas (carga abrasiva) y el peso de la muestra. Grad

Nº ESFERAS

A

12

B

11

C

8

D

6

De acuerdo a nuestra gradación se decidió trabajar con 9 esferas. Esto debido al tipo de agregado con el que contamos. Para no generarle mucha carga abrasiva, ya que el peso que estamos considerando es de 5000 gr.




2. 3.

Colocar la muestra a probar y la carga abrasiva en la máquina. Accionar la máquina para que gire a 500 revoluciones a una velocidad de 30 a 33 r.p.m. Tapamos herméticamente la máquina.

4.

Después del número prescrito de revoluciones, descargar el material de la máquina y retirar las esferas.



5.

Tamizar el material por la malla No. 12.





6.

El material que retuvo la malla No. 12, lavarlo para quitarle los finos adheridos a las partículas. Tamizamos la muestra por la malla #12. Ese peso retenido, como a sufrido un proceso de tamización se encuentra pegado, entonces lo lavamos y lo colocamos al horno para que seque.

7.

Una vez lavado el material, colocarlo en el horno durante 24 horas hasta secarse a peso constante, a una temperatura de 105° C a 110° C (221° F a 230° F) y se pesa con una aproximación de 1 gramo.



8.


Expresar la diferencia entre el peso original y el peso final de la muestra de prueba como un porcentaje del peso original. Repórtese este valor como el porcentaje de pérdida por abrasión. % _ desgaste 

P 1  P 2 P 1



100

P1 = El peso inicial de cada gradación P2 = El peso del agregado después de ser lavado (retenido de #12)

Si el % de desgaste > 50% el agregado a sido muy blando entonces se descarta.




Anexos

El porcentaje máximo de pérdida en peso del agregado sujeto a la prueba de los Ángeles, se limita al 50% para grava, grava triturada o roca triturada (Normas de Construcción de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes Vol. VIII). NOTA: Consultar la Norma ASTM C 131 - 89, para saber las dimensiones de la máquina de los Ángeles.




6. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA



ASTM C 131 - 89 ASTM C – 33



NTP 400.019 “Determinación de la resistencia de abrasión de la



máquina de los Ángeles” 

Tecnología del Concreto – Ing. Flavio Abanto Castillo



ACI – instituto Americano del Concreto Normas de Construcción de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) Volumen VIII, 1981 Paginas de internet: http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/ciencia6.htm









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