SEDE EL CLAUSTRO ESCUELA DE CONSTRUCCION CONSTRUCCION
INFORME DE LABORATORIO
"GRANULOMETRIA”
Profesor
INTRODUCCION
Para comenzar a estudiar los áridos debemos entender que son y que se debe estudiar en ellos. Los áridos, son una combinación de diferentes fracciones de piedra molida, grava y arena, conformados de partículas que van desde 150mm a 0.005mm. La calidad del árido es de suma importancia, ya que le corresponden aproximadamente al 75% y 95% del volumen del hormigón y de las mezclas asfálticas, respectivamente. Por lo que cada volumen a utilizar debe ser estudiado en un laboratorio con el fin de asegurar que cumpla con la NCh165, norma que certifica que el árido cumple con los requisitos necesarios para su utilización en obras chilenas ya que El árido no sólo puede limitar la resistencia de la mezcla, sino que sus propiedades pueden afectar enormemente su colocación, compactación, durabilidad y desempeño. Uno de los estudios realizados a los áridos es la granulometría, la cual se define como distribución porcentual en masa de los distintos tamaños de partículas que constituyen un árido, de acuerdo a la Nch 165. Esto es analizado mediante el de tamizado de una muestra a travez de tamices estandarizados según la norma
donde la muestra de masa conocida
comenzará a quedar retenida en las distintas aberturas de tamiz.
OBJETIVOS
Objetivos generales Debemos ser capaces al final de la experiencia de realizar un proceso de análisis granulométrico, analizar sus resultados y comprobar la aprobación de su uso en obra, para esto es necesario que como grupo realicemos un análisis completo del trabajo realizado por el profesor a cargo. Uno de los objetivos más importantes impuesto por los profesores y los alumnos es demostrar en la práctica lo estudiado en clases
Objetivos especiales Buscamos realizar un análisis granulométrico a dos muestras de árido con el fin de clasificarlo, y asegurarnos que cumpla con la NCh165, deseamos conocer el proceso de realización del estudio, sus precauciones al momento de realizarlo y lo que esperamos encontrar en los resultados, esto con el fin de tener una visión clara de cómo se comportaría nuestro árido en su aplicación practica en una obra. Utilizaremos instrumentos, algunos especiales y otros más comunes, los cuales nos ayudaran en el proceso de clasificación con el menor margen de error posible.
MARCO TEORICO
Como primera experiencia de laboratorio realizaremos un análisis granulométrico a dos muestras de áridos. Esto implica definir los áridos y a su vez conocer los instrumentos que nos ayudarán a realizar esta experiencia.
Definicion material Se debe tener en cuenta que los áridos son materiales pétreos conformados por partículas de diversa forma y tamaño por lo que en primera instancia nos dedicaremos a clasificarlos por método de obtención, estos pueden ser: -Natural: extraído en yacimientos mineros o cursos fluviales y sólo han sido sometidos a tratamientos de lavado y clasificado, suelen tener bordes redondeados. -Artificial: es el árido natural sometido a procesos mecanizados alterando su forma, dimensiones o propiedades químicas, en caso de ser chancado (triturado) este tendrá los bordes afilados. Otro método de clasificación es según su tamaño en esto podemos distinguir 2 segmentos de forma general. Consideraremos “árido fino” a todo árido no sea retenido por el tamiz de abertura con diámetro nominal 5mm, por el contrario consideraremos árido grueso todo el material que sea retenido sobre la abertura con diámetro nominal de 5mm.
Definición Instrumentos (según norma NCh 165) -Tamiz: instrumento utilizado para separar partículas según su tamaño, Consta de un tejido de alambre y abertura cuadrada, y sus tamaños nominales de abertura pertenecerán a las series que se indican de NCh1022 serie R 20. -Balanza: sirve para medir masas debe tener una capacidad superior a la masa de la muestra más el recipiente de pesaje, y una precisión igual o superior al 0,1% de la pesada. -Depósito receptor: cada juego de tamices estará provisto de un depósito que ajuste perfectamente para la recepción del residuo más fino. -Tapa: cada juego de tamices estará provisto de una tapa que ajuste perfectamente para evitar pérdidas de material. Estará marcado con tres diámetros que formen ángulos de 60°entre sí. -Estufa: horno para el secado del árido tendrá circulación de aire y temperatura regulable para las condiciones del ensayo. -Herramientas y accesorios: espátulas, brochas, recipientes para secado, recipientes para pesaje, etc.
Procesos (según norma) Granulometría se define como la ordenación de las partículas constituyentes de un árido en forma decreciente y se expresa como distribución porcentual en peso. Proceso para realizar una correcta granulometría: La norma exige que los materiales en estado húmedo sean secados al horno durante 24 horas para evitar segregaciones, (en esta experiencia esto no será realizado por razones de tiempo). Al momento de extraer el material se debe homogeneizar cuidadosamente en estado húmedo y reducirla por cuarteo, para obtener cuando esté seca, un tamaño de muestra ligeramente superior a los valores requeridos por norma.
Una vez seco procedemos a masar la totalidad de la muestra en un recipiente previamente tamices
Peso restante
% retenido
% pasado
3/4
2067gr
46.5
53.5
N° 4
2089gr
46.0
7.5
tarado en la balanza, esto con el fin de que el recipiente no afecte la masa total de la muestra Comenzaremos tamizando con el tamiz de mayor abertura e iremos reduciendo la abertura hasta encontrar el que corresponda al Da abertura del tamiz por donde no pasa el 100% de la muestra desde ahí en adelante con cuidado de no perder material en el proceso se debe ir tamizando y pesando la masa retenida en cada tamiz los valores deben ser anotado como se indica a continuación (tabla con valores obtenido en la experiencia).
N° 10
268gr
6.02
1.48
residuo
22gr
0.5
0.98
módulo de finura: Centésima parte de la suma de los porcentajes acumulados retenidos en los tamices de la serie preferida Otros conceptos importantes -Densidad (aparente y real) Aparente: Es el peso de un árido dividido por el volumen aparente que ocupa. El volumen aparente se refiere al volumen ocupado por granos, sus poros accesibles y los vacíos entre granos. Real: Es el peso de un árido dividido por el volumen real que ocupa. El volumen real se refiere al volumen ocupado sólo por los granos, descontando sus poros accesibles
-Absorción de agua La absorción es la capacidad de un árido para contener agua (u otros) en sus poros accesibles. De esta manera la absorción se calcula como la masa de agua (%) necesaria para llevar un árido desde el estado seco al estado saturado superficialmente seco (SSS). -Humedad y esponjamiento Humedad es la masa de agua (%) contenida efectivamente por un árido en particular. Esta puede ser mayor o menor que la absorción El esponjamiento es el aumento del volumen aparente que experimenta el árido fino (no se presenta en el árido grueso). Se produce debido a la separación que produce el agua con la tensión superficial. Película de agua, que separa granos entre sí.
DESARROLLO
Para comprender completamente el siguiente ensayo realizado, hay que tener en cuenta las distintas definiciones de lo que se va a observar y utilizar, ya que de ésta forma se comprenderán las normas que regulan la granulometría, entre otros elementos. La granulometría corresponde a los métodos para la separación de un árido en sus diferentes fracciones, según sus tamaños, y de esta manera encontrar los distintos porcentajes de los distintos tamaños de partículas que hallamos en una muestra de árido. Una de las importancias que tiene la granulometría es que forma parte de las herramientas necesarias para comprobar si los áridos disponibles sirven como material de construcción, en otras palabras para ver si un suelo puede emplearse en la elaboración de concreto. Es importante al momento de determinar si un árido puede ser utilizado como material de construcción o no, ya que hoy en día un material común y muy utilizado es el hormigón el cual tiene cerca de un 75% de su composición por lo que deben ser estudiados exhaustivamente. Los áridos corresponden a los materiales granulares inertes que no reaccionaran con el cemento. Estos áridos pueden ser de origen natural los cuales se obtienen básicamente de graveras que explotan depósitos granulares y estos áridos se usan después de haber pasado por un lavado y clasificación (Tienen forma redondeada, con superficies lisas y sin aristas, y se les denomina áridos rodados). Estos deben reunir las características de durabilidad exigidas por el hormigón y también reunir las características de resistencia. El otro tipo de origen del cual pueden provenir estos áridos es el artificial, los cuales están constituidos por subproductos o residuos de procesos industriales.
El análisis a realizar, se lleva a cabo con un proceso de tamizado, el mismo utilizado en el laboratorio.
La tamización o tamizado como también se llama, es un método utilizado para la separación de mezclas que tienen partículas de diferentes tamaños, en donde las partículas de menor tamaño pasan por lo orificios del tamiz atravesándolo y las partículas de mayor tamaño van quedando retenidas. Los tamices para poder determinar la granulometría están normalizados por la norma chilena 165 y se denominan por su abertura en mm. Sin embargo, los tamices que se utilizan en la práctica son los de la serie ASTM debido a que éstos se encuentran disponibles en el mercado.
Clasificación de los áridos dependiendo de sus dimensiones y tamiz
Bolones: mayores de 80 mm (sobre 3”) Grava gruesa: de 80 a 40 mm (de 3” a 1 ½”) Grava Fina: de 40 a 20 mm (1 ½” a ¾”) Gravilla: de 20 a 10 mm (¾” a 3/8”) Grava arena: de 10 a 5 mm (3/8” a Nº 4) Arena gruesa: de 5 a 2 mm (Nº 4 a Nº 10) Arena media: de 2 a 0,50 mm (Nº 10 a Nº 40) Arena fina: de 0,50 a 0,080 (Nº 40 a Nº 200) Limo o polvo: de 0,05 a 0,005m Arcilla: de 0,005 a 0,001 mm Coloides: menores ue 0 001 mm.
Los áridos cuando hablamos de hormigón además de clasificarse por el tamaño de las partículas, se clasifican también por el tipo de textura de los mismos. Cuando hablábamos de tamaño (el cual determinábamos con el tamizado) teníamos
las
distintas clasificaciones tanto grava, gravilla, arena y con respecto a la textura vamos a tener un árido chancado, el cual es un árido tratado con caras rugosas y forma irregular, o bien un árido rodado, que corresponde a un árido natural que presenta caras lisas, suaves y de forma redondeada.
En general, los áridos que se van a utilizar en la elaboración de hormigones deben cumplir con características que se encuentran en su definición, como estar compuestos por partículas duras, limpias de forma y tamaño estables. En términos más técnicos, dichos áridos deben cumplir con una norma establecida que corresponde a la NCh163 que va a especificar los requerimientos básicos del árido. Dicha norma ha demostrado un buen resultado y buen comportamiento en hormigones.
Respecto al contenido de finos se tiene lo siguiente:
