TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

GRANULOMETRÍA Y HUMEDAD DE LOS AGREGADOS

Resumen: En el siguiente informe se mostrara la forma como se obtuvieron los datos de distribución granulométrica y humedad presentes en muestras de un agregado, por medio de dos métodos de muestreo: muestreo granulométrico y de humedad respectivamente. Con los resultados obtenidos se hizo una Grafica Granulométrica para determinar la gradación del material y se encontró el porcentaje de humedad presente en el agregado.

1. INTRODUCCION.

La granulometría o clasificación granulométrica se define como la clasificación y medición que se lleva a cabo en los granos de una formación sedimentada, con fines de análisis, pero “solamente en granos gruesos, cuya granulometría puede determinarse por mallas, puede revelar algo referente a las propiedades físicas del material”… [1].

Para conocer la granulometría de un suelo el método mas utilizado es el tamizado que consiste en hacer pasar una muestra de material a través de una serie de tamices con “mallas” de diferentes anchos de entramado y de esa forma determinar el tamaño de las partículas de las que se compone el material y de paso el porcentaje del peso de cada tamaño respecto al total de la muestra. Los tamaños de los tamices genéricamente son: 50.8 mm (2”), 38.1 mm (1½”), 25.4 mm (1”), 19.0 mm (¾”), 12.7 mm (½”), 9.51 mm (⅜”), 4.76 mm (#4), 2.38 mm (#8), 1.19 mm (#16), 595 μ (#30), 297 μ (#50), 149 μ (#100), 74 μ (#200) y el orden en que estos se ubican es de mayor a menor diámetro de entramado, así como se muestra en la figura No. 1.

Fig. No. 1 Ubicación de los tamices de mayor a menor diámetro de entramado.

Al igual que una muestra de suelo una muestra de agregado se divide en tres fases, una fase solida, una fase liquida y una fase gaseosa. Para esta practica se pidió encontrar el porcentaje de humedad presente en una muestra de agregado, la cual es la relación del peso del agua presente en la muestra (fase liquida) y el peso de los solidos de la muestra (fase solida).

Determinar el porcentaje de una agregado es de gran importancia en el momento de diseñar un concreto ya que un alto porcentaje de humedad en una agregado como la arena puede implicar que esta se encuentre en una

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fase de hinchamiento lo que influiría en el volumen de arena a usar en la mezcla ya que el volumen que se aprecia de la misma no es el real y debe ser compensado, de igual forma se debe compensar el uso de agua en la mezcla, ya que parte del volumen de arena es agua. Se debe tener muy en cuenta esa corrección de volúmenes, ya que si no se hace se perdería gran parte de material al hacer el concreto o se obtendría un concreto de muy mala calidad.

1.1 OBJETIVOS.

Utilizar el método de tamizado para la clasificación granulométrica de un suelo.

Conocer los pasos e implementos para la realización del tamizado.

Conocer uno de los métodos usados para determinar el porcentaje de humedad de un agregado.

2. MARCO TEORICO.

El método de tamizado proporciona la curva granulométrica la cual relaciona el ancho de entramado de los tamices (diámetro de los granos) vs. El porcentaje que pasa por cada uno de ellos; la cual indica que tan uniforme o que tan graduado es el suelo.

Se toma una muestra de material de un peso determinado (W inicial); tras haber tamizado la muestra de suelo, el material quedara clasificado en tamaños este deberá ser pesado y registrado relacionándolo con el tamiz en el cual estaba depositado (W t ¿, t=1, 2,3..., n, siendo 1 el tamiz superior (de mayor diámetro de entramado) y n el inferior (de menor diámetro de entramado). La suma de todos los pesos de los materiales clasificados será el peso total del material (W T ).

W T=∑W t (Ec.1)

El peso inicial de la muestra no se toma como el peso total ya que de lo contrario no se estaría considerando las posibles pérdidas de material a lo largo del proceso de tamizado.

Para la obtención de los datos necesarios para graficar la curva granulométrica, se inicia con el porcentaje retenido:

%Retenido t=W t

W T

∗100 (Ec.2)

Pero ya que la curva granulométrica relaciona el tamiz con el porcentaje que pasa, este es simplemente:

%Pasat=100−∑i=1

n

W i (Ec.3)

El porcentaje de humedad de una muestra de agregado se puede determina a partir de diferentes tipos de métodos, de los cuales existen unos mas fáciles de usar en obra. Para esta práctica se usara el método en el cual se pesa una muestra del material W inicial, luego esta muestra se lleva a un horno a 105±5°C durante 24 horas. Cuando la muestra sea sacada del horno debe pesarse nuevamente para así obtener el peso de los solidos Ws, en la muestra. La relación entre los pesos totales, de solidos y de agua se define por:

Wt=Ws+WL( Ec .4)

Ya con los pesos de solidos y de agua se puede determinar el porcentaje de humedad en el material con la siguiente ecuación:

%w=WLWs

∗100(Ec .5)

3. METODO.

Se inicio la practica tomando una muestra de agregado y llevando a una bascula para determinar su peso inicial (W inicial=1009.44 g), como se puede apreciar en la figura No.2;

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Fig. No.2 Muestra de agregado en la bascula

Para esta practica de los diferentes tamices se eligieron el #4, #8, #16, #30, #50 y el #100, luego se ubicaron de mayora menor diámetro y se vertió el material en ellos, se llevaron los tamices a una maquina que los hacia vibrar, para que el material pasara mas fácilmente entre cada tamiz, durante 15 minutos y así lograr una buena clasificación de material, proceso que se muestra en la Fig. No.3.

Fig. No. 3 Conjunto de tamices en maquina Vibratoria

Tras haber vibrado el material, se separaron los tamices y con cuidado se llevo el material depositado en cada tamiz a pesar, ya que para esto se debía poner el material en un recipiente y esto podía conllevar a perdidas del mismo. Cada porción del material fue pesada y registrada (los datos están consignados en la tabla No.1), así como se aprecia en la figura No.4.

Fig. No. 4 peso del material que tenía cada tamiz.

Luego de registrados los datos, se procedió a implementar las Ec.2 y 3 para poder así completar la tabla No.1.

Para determinar el porcentaje de humedad de un agregado, se procedió a tomar una nueva muestra del mismo y se llevo a la báscula a pesar para determinar su peso inicial. Luego se llevo la muestra a un horno a 105±5°C durante 24 horas, procedimiento que se muestra en la Fig. No.5 luego de las cuales la monitora pesaría la muestra nuevamente y obtendría a si el peso de los solidos de la muestra.

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Fig. No. 5 Muestra de agregado puesta en el horno.

4. RESULTADOS.

Se obtuvieron los siguientes resultados de la clasificación granulométrica por medio del tamizado de una muestra de agregado y el uso de las ecuaciones 2 y 3.

Tamiz Peso (g) %Retenido %Pasa

4 101,13 10,09271 89,907288 63,7 6,357221 83,5500616 142,6 14,23139 69,3186630 162,04 16,17149 53,1471750 302,79 30,21826 22,92891100 149,6 14,92999 7,998922Fino 80,15 7,998922 0Tabla 1. Datos obtenidos de la practica

Contando ya con los datos de Porcentaje que pasa para cada tamiz, se procedió a graficar la curva granulométrica, como se muestra en la figura No. 6.

Con los datos de peso contenidos en la Tabla No.2 podemos determinar el peso total de la muestra, que seria Wt=1002,01 que comparándolo con el peso inicial Wi=1009.44 g tenemos que durante la practica se produjo una perdida de 7,43 g, perdida que en comparación a los pesos total e inicial es muy

pequeña por lo cual se considera que no afecta la practica.

Para la segunda parte de la practica se tomo una nueva muestra y se tomo su peso inicial fue Wi=1000.02 como se muestra en la figura No.7.

Fig. No.7 Peso inicial de la segunda muestra de agregado.

Después de estar 24 horas en el horno a 105±5°C su peso fue Ws=989,67 g, con lo cual podemos determinar el peso del agua WL con ayuda de la Ec. 4, así WL=10,35 g. Como paso a seguir calculamos el porcentaje de humedad del agregado con los datos obtenidos y con ayuda de la Ec.5.

%w= 10,35989,67

∗100=1,045 %

Partícula TamañoArcillas < 0,002 mmLimos 0,002 – 0,06 mmArenas 0,06 – 2 mmGravas 2 – 60 mm

Cantos rodados 60 – 250 mmBloques >250 mm

Tabla 2. Escala granulométrica…[2]

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5. DISCUCIONES.

Con los resultados obtenidos en la prueba de granulometría podemos decir que el agregado posee más del 50% de su peso en finos lo cual seria útil o no para nosotros dependiendo del concreto que vayamos a diseñar.

Con la humedad encontrada en la muestra de agregado podemos asegurar que el agregado no posee un gran porcentaje de hinchamiento ya que el máximo valor de abultamiento se puede conseguir con humedades entre el 5% y el 8%, en donde se puede llegar a tener un porcentaje de hinchamiento superior al 40%.

6. CONCLUSIONES.

Determinar las características de un agregado es esencial a la hora de diseñar un concreto, ya que para que el concreto desempeñe ciertas acciones sus agregados deben tener unas características específicas. Y conocer los métodos que se usan para determinar dichas características es de igual forma muy importante.

6. REFERENCIAS.

[1] Mecánica de Suelos – Juárez Badillo/ Capitulo V, Granulometría en suelos

[2] T. William Lambe. Robert V. Whitman. Mecánica de suelos