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INTRODUCCION
Nuestra tercera prctica de laboratorio de materiales de construccin fue realizada el da
lunes, 21 de mayo de 2012 a las 8:00 am en el laboratorio de materiales de construccin.
Este ensaye consiste en determinar la distribucin del tamao de las partculas que
contiene una muestra de agregado, los cuales desempean un papel muy importante en las
propiedades de los concretos que lo contienen. As como la comparacin de sus resultados
con especificaciones estandarizadas.
La granulometra es la distribucin de los tamaos de las partculas de un agregado tal
como se determina por anlisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamao de partcula
del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas.
Los siete tamices estndar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varan desde
la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm.
Los nmeros de tamao (tamaos de granulometra), para el agregado grueso se aplican a
las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que pasan a travs de un arreglo de
mallas. Para la construccin de vas terrestres, la norma ASTM D 448 enlista los trece
nmeros de tamao de la ASTM C 33, ms otros seis nmeros de tamao para agregado
grueso. La arena o agregado fino solamente tiene un rango de tamaos de partcula.
La granulometria y el tamao mximo de agregado afectan las proporciones relativas de los
agregados as como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de
bombeo, economa, porosidad, contraccin y durabilidad del concreto.
OBJETIVOS
Analizar las caractersticas granulomtricas de los agregados.
Mediante los datos obtenidos en el laboratorio determinar la curva de granulometra de los agregados.
Determinar si tanto el agregado fino como el grueso se hallan en los lmites aceptables que permiten que la mezcla sea de buena calidad.
Determinar si los agregados a estudiar (finos y gruesos) cuentan con las especificaciones de tamaos requeridos.
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IMPORTANCIA DEL ENSAYE
Es de vital importancia ya que nos permite determinar la distribucin del tamao de las
partculas de los agregados tanto finos como gruesos mediante el tamizado, as como las
propiedades de estos para concreto. A la vez podemos determinar si el material est bien o
mal gradado por medio de la curva granulomtrica, la cual esta nos especifica el porcentaje
del material que no cumple con las normativas ya sea si hay que agregar material grueso o
fino, agua o cemento.
GENERALIDADES
ASTM C-33
Esta especificacin define los requisitos para granulometra y calidad de los agregados
finos y gruesos (distinto de los agregados liviano o pesado) para utilizar en concreto.
Clasificacin
La C-33 especificaciones definen los grados de calidad para los agregados finos y gruesos,
tanto que se utilizan en el hormign. El contratista con el hormign, el proveedor de
concreto o cualquier otro comprador, puede solicitar pruebas de las especificaciones se
reunieron para determinar la calidad del concreto que se compra. Algunos tipos de trabajo y
el trabajo en regiones particulares pueden requerir lmites an ms estrictos.
GRANULOMETRIA
La granulometra es la distribucin de los tamaos de las partculas de un agregado tal
como se determina por anlisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamao de partcula
del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas.
Los siete tamices estndar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varan desde
la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm.
Tamaos y cantidades
1.3 Esta especificacin es tambin para ser utilizada en especificaciones de proyecto para
definir la calidad del agregado, el tamao nominal mximo del agregado, y otros requisitos
de granulometra especficos. Los responsables de seleccionar la dosificacin para la
mezcla del concreto deben tener la responsabilidad de determinar la dosificacin de
agregado fino y grueso y la adicin de tamaos de agregados para combinar si se requiere o
aprueba.
ASTM C-33 estndar
Tamiz (Especificacin E11) por ciento que pasa
De 9,5 mm (3/8 pulgadas) del 100%
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4.75 mm (No. 4) 95 a 100%
2,36 mm (N 8) 80 a 100%
2,36 mm (N 8) 80 a 100%
1,18 mm (N 16) 50 a 85%
600-m (No.30) 25 a 60%
300-m (N 50) 5 a 30%
150-m (N 100) de 0 a 10%
75-m (N 200) de 0 a 2% (valor debe ser obtenido por lavado) *
* Este requisito es ms estricto que la norma ASTM C-33, pero es extremadamente
importante.
Especificaciones del proyecto
La C-33 estndares pueden ser utilizados cuando el usuario las rdenes o peticiones una
mezcladora de concreto, de modo que el comprador puede especificar el tamao del
agregado y de calidad y otras cualidades especficas de clasificacin.
Este ensaye cubre la determinacin de la distribucin por tamao de las partculas de
agregado fino y grueso mediante tamizado. Una muestra de agregado seco de masa
conocida es separada en una serie de tamices colocados progresivamente desde el ms
grande al ms pequeo para determinar su distribucin por tamao.
MARCO TERICO
Los agregados finos y gruesos ocupan comnmente de 60% a 75% del volumen del
concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente en las propiedades del concreto
recin mezclados y endurecidos, en las proporciones de la mezcla, y en la economa.
Agregado Grueso
Los agregados gruesos consisten en una grava o una combinacin de grava o agregado
triturado cuyas partculas sean predominantemente mayores que 5mm y generalmente
entre9.5 mm y 38mm. Algunos depsitos naturales de agregado, a veces llamados gravas de
mina, ri, lago o lecho marino. El agregado triturado se produce triturando roca de
cantera, piedra bola, guijarros, o grava de gran tamao. El agregado grueso es aquel que
queda retenido en el tamiz N4 y proviene de la desintegracin de las rocas; puede a su vez
clasificarse en piedra chancada y grava. El tamao mximo de agregado que se emplea
comnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.
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Agregado Fino
Se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N 200, el ms
usual es la arena producto resultante de la desintegracin de las rocas. Los agregados finos
consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaos de partcula que pueden
llegar hasta 10mm.Se acepta habitualmente, que el agregado fino causa un efecto mayor en
las proporciones de la mezcla que el agregado grueso.
La experiencia indica que las arenas con un mdulo de finura (MF) inferior a 2.5 dan
hormigones con consistencia pegajosa, hacindolo difcil de compactar. Arenas con un
mdulo de finura de 3.0 han dado los mejores resultados en cuanto a trabajabilidad y
resistencia a la compresin.
Tamiz:
La tamizacin o tamizado es un mtodo fsico para separar mezclas. Consiste en hacer
pasar una mezcla de partculas de diferentes tamaos por un tamiz, cedazo o cualquier cosa
con la que se pueda colar. Las partculas de menor tamao pasan por los poros del
tamiz o colador atravesndolo y las grandes quedan retenidas por el mismo.
Un ejemplo podra ser: si se saca tierra del suelo y se espolvorea sobre el tamiz, las
partculas finas de tierra caern y las piedritas y partculas grandes de tierra quedarn
retenidas en el tamiz.
Tamices Abertura libre de tamiz
Pulgadas Milmetros
3/8 0.3748 9.52
No. 4 0.1870 4.75
No. 8 0.0937 2.38
No. 16 0.0468 1.19
No. 30 0.0232 0.59
No. 50 0.0116 0.297
No. 100 0.0058 0.149
No. 200 0.00295 0.075
Mdulo de Finura (MF)
Se define como mdulo de finura como la centsima parte del total de los porcentajes
retenidos acumulados en los tamices serie mdulo de finura. El mdulo de finura se
encuentra limitado as 2,3 < MF < 3,2 lo cual indica que la muestra est bien graduada.
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El mdulo de finura es un ndice del tamao medio de las partculas que componen una
muestra de rido o a la suma de % de fino acumulado a la suma de la maya x -
100/100
D
Tamao mximo
Es la menor abertura del tamiz por el cual el agregado pasa por el 100% =2
Tamao nominal
Abertura del tamiz inmediato superior a cual acumuladamente 15% o ms = 1
Curva de granulometra
Es el resultado representacin grfica de una granulometra que posee en un agregado
resultando de un anlisis granulomtrico. Tambin comprende en poder observar la
cantidad de % fino o grueso de un material y con este anlisis saber tomar una decisin
de cuanto agregar al material en caso se que falte fino o grueso para estar en los rangos
aceptable de la norma ASTM C 136 AASHTO T 127
Tamao mximo
nominal
Abertura cuadrada,
mm(pulgada)
Tamao de
muestra de
ensayo mnima
kg (lb)
9.5(3/8) 1(2)
12.5(1/2) 2(4)
19.0(3/4) 5(11)
25.0(1) 10(22)
37.5(1) 15(33)
50(2) 20(44)
63(2) 35(77)
75(3) 60(130)
90(3) 100(220)
100(4) 150(330)
125(5) 300(660)
Adoptado de la norma ASTM C 136
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El tamiz frontera
MATERIALES Y EQUIPO
Materiales:
Arena
Grava
Equipo:
Balanza con sensibilidad de 0.1 gramo.
Cucharon
Charolas
Tamices correspondientes a la graduacin fina y gruesa.
Brocha
Taras
PROCEDIMIENTO
Ensaye Arena
1. Tomamos una muestra representativa de la arena a ensayar (aproximadamente 500 gramos). Anteriormente el material paso por un proceso de lavado y secado al horno
durante 24 horas.
2. Colocamos los tamices de mayor a menor dimetro (en orden descendente) y deposite el material seco y lavado.
2.1.Tamices #4, #8, #16 , #30 , #50 ,#100 , #200 pasa #200
3. Cribamos por medio de movimiento de vaivn por un periodo de cinco minutos. Estos movimientos facilitan que las partculas del rido queden distribuidas en los
diferentes tamices de acuerdo con su tamao. Por el tamiz #4 paso todo el agregado
por lo cual el peso retenido es cero (0).
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4. Pesamos el material retenido en cada tamiz con aproximacin de 0.1 gr.
5. Calculamos los porcentajes retenidos parciales, porcentajes retenidos acumulados y porcentajes que pasan.
6. Graficamos los resultados que pasan del material ensayado y comparamos con las
normas de la ASTM.
Ensaye Grava
1. Tomamos una muestra representativa de grava (aproximadamente 2613.3 gramos) ya lavada y secada.
2. Colocamos los tamices de mayor a menor dimetro (en orden descendente) y deposite el material seco y lavado.
2.1.Tamices: 1, 3/4", 1/2, 3/8, 1/4, #4, #8, Pasa #8
3. Cribamos por medio de movimiento de vaivn por un periodo de cinco minutos. Estos movimientos facilitan que las partculas del rido queden distribuidas en los
diferentes tamices de acuerdo con su tamao. Al igual que en el ensaye de arena, no
obtuvimos peso retenido puesto que todo el material paso por el tamiz de 1.
4. Pesamos el material retenido en cada tamiz con aproximacin de 0.1 gr.
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FORMULAS A UTILIZAR
PORCENTAGE RETENIDO PARCIAL
MODULO DE FINURA
FACTOR ERROR
EN LA ARENA
EN LA GRAVA
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CALCULOS
AGREGADO FINO (ARENA)
PESO DE ARENA SECA = 500gr
G= 500gr-500gr = 0 NO HAY FACTOR ERROR
TAMIZ #8
TAMIZ #16
TAMIZ #30
TAMIZ #50
TAMIZ #100
10
TAMIZ #200
TAMIZ #200 QUE PASA
MODULO DE FINURA
RESULTADOS DE ARENA FINA (ARENA)
#4 0 0 0 100 95-100
#8 53.6 11 11 89 80-100
#16 132.7 26 37 63 50-85
#30 134.5 27 64 36 25-60
#50 86.9 17 81 19 5-30
#100 44.7 9 90 10 0-10
#200 19.5 4 94 6 0-2
#200PASA 28.1 6 100 0
SUMA 500 100
AGREGADO GRUESO (GRAVA)
PESO DE GRAVA SECA =2613.3
G=2613gr 2613gr = 0
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TAMIZ 3/4
TAMIZ 1/2
TAMIZ 3/8
TAMIZ 1/4
TAMIZ #4
TAMIZ #8
TAMIZ #8 QUE PASA
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RESULTADOS DEL AGREGADO GRUESO (GRAVA)
1" O 0 0 100 -
3/4" 34.5 1 1 99 35-70
1/2" 652.5 25 26 74 -
3/8" 710.6 27 53 47 10-30
1/4" 722.3 28 81 19 0-5
#4 293.5 11 92 8
#8 132.5 5 97 3
PASA#8 67.4 3 100 0
SUMA 2613.3
CONCLUSIONES
Hemos concluido que la granulometra nos permite garantizar si los agregados estn
disponibles en el rea de una obra, tambin en el uso en las especificaciones del proyecto
para definir la calidad de los ridos, el tamao mximo nominal del agregado, y otros
requisitos especficos de clasificacin.
Determinamos el mdulo de finura la cual es MF=3.77; la ASTM especifica que el
variacin de mdulo de finura para diferentes lotes de una mezcla no deber exceder de 0,2.
ASTM C33 indica que el mdulo de finura se mantuvo entre 2,3 y 3,1. Arena muy fina
aumentar la demanda de agua en una mezcla, mientras que la arena muy gruesa puede
poner en peligro su viabilidad.
El mayor porcentaje retenido parcial en la arena fue de 27%; comparamos con la ASTM
C33 requiere que la arena sea inferior al 45 por ciento retenido en un tamiz de cualquier
tamao, por lo que determinamos que el porcentaje que pasa cumple con la normativa.
El tamao mximo es el tamiz por el que pasa la mayora del material en el caso de la arena
paso el 100% en el tamiz #4 por lo que determinamos que el tamao mximo es de
4.74mm; y el tamao nominal mximo es el tamiz que retenga ms del 15% del material, en
este caso es la malla #50 = 300micras.
En la grava en el tamiz que paso el 100% del material es 1 por lo que el tamao mximo es 1; el tamao nominal mximo es de 1/2".
En la curva granulomtrica si esta es uniforme o inclinada determinamos que el material
est mal gradado y si la curva es acostada o no uniforme determinamos que el material esta
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bien gradado; en el ensaye de la arena y la grava ambas curvas granulomtricas estn mal
gradadas lo que indica que n rango del material no est cumpliendo con la normativa
determinando que la curva granulomtrica no se encuentra dentro de los lmites de
clasificacin recomendadas, y el agregado no puede ser empleado.
En la arena el rango donde no cumple el material con la norma es de 0 a 10, el % fuera de
la normativa es del 10%. La granulometra del material es de 0 a 20 muy grueso y de 20 a
100 fina.
En la grava el rango donde no cumple el material con la normativa es de 3 a 10 y de 60 a
100; el % fuera de la normativa es del 50%. La granulometra del material es gruesa.
El % que se le va agregar al material es 10% ms de material fino a la arena; y de arena
50% al grueso.
RECOMENDACIONES
Asistir en tiempo y forma a la prctica de laboratorio.
Estudiar la gua antes de llevar a cabo la prctica, para entender lo que se est
realizando en la prctica.
Poner atencin a las instrucciones del profesor
Revisar si los datos son correctos para evitar inconvenientes.
Tener mucho cuidado al pesar el material para evitar errores.
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