ÍNDICE DE APLANAMIENTO Y DE ALARGAMIENTO DE LOS AGREGADOS PARA CARRETERAS (INV-230) En el campo de la ingeniería civil es importante determinar si un agregado es muy largo o muy plano, ya que de esto depende la resistencia de una mezcla de concreto. Los procedimientos seguidos para su determinación se describen a continuación: Implementos: -
Balanza Muestra pasada por los tamices 1½", 1", 3/4", 1/2", 3/8" y ¼” Recipientes Calibrador de alargamiento (Figura 1)
Figura 1: Calibrador de alargamiento
-
Calibrador de aplanamiento
A) Procedimiento para aplanamiento a) Se pesa cada fracción de la muestra correspondiente a los pesos retenidos en la práctica de granulometría. b) Se pasa cada piedra de cada fracción de muestra por la abertura indicada en el calibrador de aplanamiento separando en recipientes diferentes las partículas que pasan (Figura 2) de las que no lo hacen (Figura 3).
Figura 2: particulas pasantes.
Figura 3: particulas retenidas
c) Se pesa cada recipiente por separado y se toman los apuntes correspondientes
Figura 5. Muestras separadas.
B) Procedimiento para alargamiento a) Se pesa cada fracción de muestra, correspondiente a los pesos retenidos en la práctica de granulometría. b) Se pasa cada piedra de cada fracción de muestra por la abertura indicada en el calibrador de alargamiento separando en recipientes diferentes las partículas que pasan (Figura 4) de las que no lo hacen (Figura 5).
Figura 5: Particulas que pasan por el calibrador.
Figura 6: particulas que no logran pasar.
c) Se pesa cada recipiente por separado y se toman apuntes (Figura 6).
Figura 6: Separación del material para su pesaje
CALCULOS: Cálculos para alargamiento De la práctica realizada se obtuvieron los siguientes datos: Tabla 1. Resumen de datos Tamaño de Agregado Peso Muestra Peso partículas Alargadas % retenido Pasa Tamiz Ret. Tamiz A B D 1 2 1- /2" 0 0 0 11/2" 2" 0 0 0 3 2" /4" 256,4 214,3 3,774 3 1 /4" /2" 1558,2 1379,7 32,805 1 3 /2" /8" 1124,9 710 19,398 3 1 /8" /4" 937 474,8 24,581 Total 3876,5 2778,8 80,558
Con la siguiente fórmula se encuentra el porcentaje de partículas alargadas
Se calcula C1 para la muestra retenida en el tamiz ¾”
Se calcula C2 para la muestra retenida en el tamiz ½”
Se calcula C3 para la muestra retenida en el tamiz 3/8”
Se calcula C4 para la muestra retenida en el tamiz 1/4”
Además, Con estos datos y los de porcentaje de retenidos en el tamiz (calculados en la práctica de granulometría).
Se calcula E1 para la muestra retenida en el tamiz ¾”
Se calcula E2 para la muestra retenida en el tamiz ½”
Se calcula E3 para la muestra retenida en el tamiz 3/8”
Se calcula E4 para la muestra retenida en el tamiz 1/4”
Además,
Con la siguiente formula se determina el índice de alargamiento:
Cálculos para aplanamiento: De la práctica se obtuvieron los siguientes datos:
Tabla 2. Resumen de datos obtenidos Tamaño de Agregado Peso Muestra Peso partículas aplanadas % retenido Pasa Tamiz Ret. Tamiz A B D 1 2 1- /2" 0 0 0 1 1 /2" 2" 0 0 0 3 2" /4" 256,4 85,5 3,774 3 1 /4" /2" 1558,2 620 32,805 1 3 /2" /8" 1124,9 1026,1 19,398 3 1 /8" /4" 937 284,8 24,581 Total 3876,5 2016,4 80,558
De igual forma, en la siguiente tabla podemos calcular Ctotal, Dtotal y Etotal. Tabla 3. Resumen de cálculos obtenidos Tamaño de Agregado Pasa Tamiz Ret. Tamiz 1
2 1 /2" 2" 3 /4" 1 /2" 3 /8"
1- /2" 2" 3 /4" 1 /2" 3 /8" 1 /4"
1
Total
Porcentaje alargadas % retenido Cálculo Final ( ) 0 0 33,346 39,790 91,217 30,395 194,748
El índice de aplanamiento estada dado por:
D
E=C*D
0 0 3,774 32,805 19,398 24,581 80,558
0 0 125,844 1305,283 1769,422 747,152 3947,701
CONCLUSIONES A partir del desarrollo y terminación de esta práctica, podemos determinar que el índice de aplanamiento y alargamiento está en lo que se considera un rango normal según la norma correspondiente para este caso; así que con esta pequeña muestra podemos deducir que encontraremos lo mismo en una cantidad mayor del material representativo que se ha seleccionado y, en consecuencia, no habría ningún problema o alteración en la fabricación de algunos tipos de concreto. A pesar de que algunas rocas pasan desapercibidas en el momento de realizar una estructura con concreto, debemos tener en cuenta a que no todas son de un diámetro uniforme, y que si las variables de falla, como el alargamiento y aplanamiento de los agregados gruesos, se encuentran en mayor proporción en determinada cantidad de material, esto podríamos mirarlo como la causa de un colapso debido a la baja resistencia del concreto. Por eso es recomendable realizar estos estudios de caracterización de rocas para poder definir con anterioridad si nos encontramos en un rango razonable y no habrá problema con dicho material. Resumiendo, para esta muestra de agregado grueso ensayada, las partículas son más alargadas que aplanadas debido al resultado obtenido dentro del porcentaje en el cálculo de los índices; también podemos decir que en cada uno de los diámetros granulométricos, menos del 35 por ciento de las partículas son alargadas o aplanadas; es decir, que no presentará mayor problema a la hora del conformado de la mezcla.
RECOMENDACIONES La elección de los materiales de construcción más convenientes para una obra civil abarca una serie enorme de aspectos necesarios que el Ingeniero Civil debe tener en cuenta para garantizar seguridad, eficiencia y economía entre muchos otros aspectos. Siendo así, en la selección del tipo de piedra (grava o gravilla), además del porcentaje de caras fracturadas, corresponde realizar un ensayo de índice de alargamiento y aplanamiento. La norma acerca de la cual se realizará el ensayo debe ser leída con cuidado y dedicación por el estudiante. Ello implicará realizar laboratorios productivos en los que las dudas sean resueltas y los conocimientos queden establecidos de manera apropiada. Es importante para los ingenieros civiles realizar ensayos, seguimientos a los mismos, control de la calidad en cada uno de ellos y el tipo de los materiales utilizados en una obra civil, porque muchas veces los problemas de estas últimas radican en la elección del material y no en los procesos constructivos (a pesar de que puede ocurrir de igual manera lo contrario). Debido a que en el desarrollo de este laboratorio se hace uso de implementos como calibradores (para aplanamiento y alargamiento) corresponde por parte de los estudiantes tener cuidado y hacer un buen uso de ese equipo, ya que, por ejemplo, uno de los dos calibradores que se posee se encuentra parcialmente dañado; esto impide realizar con validez la totalidad del ensayo. Como se está trabajando con una muestra anteriormente lavada y tamizada, y de la cual se tiene previamente su granulometría es importante manipularla con especial cuidado para no perder partículas, ya que ello generaría un grave error que haría el análisis del material seleccionado sea incorrecto. El trabajo en equipo permitirá hacer eficiente el ensayo, evidenciando agilidad y permitiendo la comunicación de experiencias que enriquecen el conocimiento de manera integral, una buena organización acompañada de responsabilidad y cuidado con lo que se debe hacer son necesarias para realizar un buen laboratorio.
