ANÁLISIS GRANULOMETRICO DE LOS AGREGADOS – LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO

ANALISIS GRANULOMETRICO DE LOS AGREGADOS

II. Objetivo:

Determinar cualitativamente los tamaños, la cantidad y diámetro de sus componentes de los agregados usados en la elaboración del concreto.

II. Marco Teórico:

Llamados también áridos, son un conjunto de partículas de origen natural o artificial; que pueden ser tratados y cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados por la Norma Técnica Peruana 400.011.

Los agregados pueden constituir hasta las tres cuartas partes en volumen, de una mezcla típica de concreto; razón por la cual haremos un análisis minucioso y detenido de los agregados utilizados en la zona.

Los agregados deberán cumplir con los siguientes requerimientos:

Los agregados empleados en la preparación de los concretos de peso normal (2200 a 2500 kg/m3) deberán cumplir con los requisitos de la NTP 400.037 o de la Norma ASTM C 33, así como los de las especificaciones del proyecto.

Los agregados finos y gruesos deberán ser manejados como materiales independientes. Si se emplea con autorización del Proyectista, el agregado integral denominado “hormigón” deberá cumplir como lo indica la Norma E.060.

Los agregados seleccionados deberán ser procesados, transportados manipulados, almacenados y dosificados de manera tal de garantizar:

1) Que la pérdida de finos sea mínima;2) Se mantendrá la uniformidad del agregado;3) No se producirá contaminación con sustancias

extrañas; 4) No se producirá rotura o segregación importante en ellos.

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Los agregados expuestos a la acción de los rayos solares deberán, si es necesario, enfriarse antes de su utilización en la mezcladora. Si el enfriamiento se efectúa por aspersión de agua o riego, se deberá considerar la cantidad de humedad añadida al agregado a fin de corregir el contenido de agua de la mezcla y mantener la relación agua - cemento de diseño seleccionada.

Dependiendo de sus dimensiones la Norma Técnica Peruana, clasifica y denomina a los agregados en:

A) AGREGADO FINO:

Se define como agregado fino al proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas, que pasa el tamiz 9.51 mm. (3/8”) y queda retenido en el tamiz 74 um. (Nº200) que cumple con los límites establecidos en la NTP 400.037.

El agregado fino deberá cumplir con los siguientes requerimientos:

El agregado fino puede consistir de arena natural o manufacturada, o una combinación de ambas. Sus partículas serán limpias, de perfil preferentemente angular, duro, compacto y resistente.

El agregado fino deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, esquistos, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales, u otras sustancias dañinas.

El agregado fino deberá estar graduado dentro de los límites indicados en la NTP 400.037. Es recomendable tener en cuenta lo siguiente:

1) La granulometría seleccionada deberá ser preferentemente continua, con valores retenidos en las mallas Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50 y Nº100 de la serie de Tyler.

2) El agregado no deberá retener más del 45% en dos tamices consecutivos cualesquiera.

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3) En general, es recomendable que la granulometría se encuentre dentro de los siguientes límites: NTP 400.037

Tabla:

MALLA PORCENTAJE QUE PASA (%)

3/8” 100Nº4 95-100Nº8 80-100Nº16 50-85Nº30 25-60Nº50 10-30

Nº100 2-10

El porcentaje indicado para las mallas Nº50 y Nº100 podrá ser reducido a 5% y 0% respectivamente, si el agregado es empleado en concretos con aire incorporado que contenga más de 225 Kg. De cemento por metro cúbico, o si se emplea un aditivo mineral para compensar la deficiencia en los porcentajes mencionados.

El módulo de fineza del agregado fino se mantendrá dentro del límite de 0.2 del valor asumido para la selección de las proporciones del concreto; siendo recomendable que el valor asumido esté entre 2.35 y 3.15. Si excede el límite indicado de 0.2, el agregado podrá ser rechazado por la Inspección, o alternativamente ésta podrá autorizar ajustes en las proporciones de la mezcla para compensar las variaciones en la granulometría. Estos ajustes no deberán significar reducciones en el contenido de cemento.

El agregado fino no deberá indicar presencia de materia orgánica cuando ella es determinada de acuerdo a los requisitos de la NTP 400.013.

Podrá emplearse agregado fino que no cumple con los requisitos de la norma indicados siempre que:

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1) La coloración en el ensayo se deba a la presencia de pequeñas partículas de carbón, lignito u otras partículas similares; o2) Realizado el ensayo, la resistencia a los siete días de morteros preparados con dicho agregado no sea menor del 95% de la resistencia de morteros similares preparados con otra porción de la misma muestra de agregado fino previamente lavada con una solución al 3% de hidróxido de sodio.

Finalmente, la granulometría deberá corresponder a la gradación C de la siguiente tabla (similar a la normalizada por el ASTM).

GRANULOMETRIA DEL AGREGADO FINO, NTP 400.037 Tabla

TAMIZ PORCENTAJE DE PESO (MASA) QUE PASA

LIMITES TOTALES *C M F9.5 mm

(3/8)100 100 100 100

4.75 mm (Nº4)

89 – 100 95 – 100 89 – 100 89 – 100

2.36 mm (Nº8)

65 – 100 80 – 100 65 – 100 80 – 100

1.18 mm (Nº16)

45 – 100 50 – 85 45 – 100 70 – 100

600 um (Nº30)

25 – 100 25 – 60 25 – 80 55 – 100

300 um (Nº50)

5 – 70 10 – 30 5 – 48 5 – 70

150 um (Nº100)

0 – 12 2 – 10 0 - 12* 0 – 12

* Incrementar a 5% para agregado fino triturado, excepto cuando se use para pavimentos.

B) AGREGADO GRUESO:

Se define como agregado grueso al material retenido en el tamiz 4.75 mm. (N º 4) y cumple los límites establecidos en la NTP 400.037.El agregado grueso podrá consistir de grava natural o triturada, piedra partida, o agregados metálicos naturales

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o artificiales. El agregado grueso empleado en la preparación de concretos livianos podrá ser natural o artificial.

El agregado grueso deberá cumplir con los siguientes requerimientos:- Deberá estar conformado por partículas limpias, de perfil preferentemente angular, duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa.- Las partículas deberán ser químicamente estables y deberán estar libres de escamas, tierra, polvo, limo, humus, incrustaciones superficiales, materia orgánica, sales u otras sustancias dañinas.- Es recomendable tener en consideración lo siguiente: Según NTP400.037 ó la Norma ASTM C33

1) La granulometría seleccionada deberá ser de preferencia continua.2) La granulometría seleccionada deberá permitir obtener la máxima densidad del concreto, con una adecuada trabajabilidad y consistencia en función de las condiciones de colocación de la mezcla.3) La granulometría seleccionada no deberá tener más del 5% del agregado retenido en la malla de 11/2” y no más del 6% del agregado que pasa la malla de ¼”.

El agregado grueso debería estar graduado dentro de los límites especificados en la NTP 400.037, tal como sigue:

REQUISITOS GRANULOMETRICOS DEL AGREGADO GRUESO

Tabla

Nº

A.S.T.M

TAMAÑO

NOMINAL

% QUE PASA POR LOS TAMICES NORMALIZADOS

100mm

90 mm

75 mm

63 mm

50 mm

37,5 mm

25 mm

19mm

12,5

mm

9,5 mm

4,75

mm

2,36

mm

1,18mm

4” 3.5”

3” 2.5”

2” 1.5” 1” ¾” ½” 3/8”

Nº4 Nº8 Nº16

131/2”

a11/2”

100 90a

100

25a

60

0a

15

0a5

221/2”

a11/2”

100 90a

100

35a

70

0a

15

0a5

2” 100 90 35 0 0

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3 a1”

a100

a70

a15

a5

3572”a

Nº4

100 95a

100

35a

70

10a

30

0a5

411/2”

a¾”

100 90a

100

20a

55

0a

15

0a5

46711/2”

aNº4

100 95a

100

35a

70

10a

30

0a5

51”a

½”

100 90a

100

20a

55

0a

10

0a5

561”a

3/8”

100 90a

100

40a

85

10a

40

0a

15

0a5

571”a

Nº4

100 95a

100

25a

60

0a

10

0a5

6¾”a

3/8”

100 90a

10

20a

55

0a

15

0a5

67¾”a

Nº4

100 90a

100

20a

55

0a

10

0a5

7½”a

Nº4

100 90a

100

40a

70

0a

15

0a5

93/8”

aNº8

100 85a

100

10a

30

0a

10

0a5

C) ARENA:

La NTP 400.011 define a la arena como el agregado fino proveniente de la desintegración natural de las rocas.También se define la arena como el conjunto de partículas o granos de rocas, reducidas por fenómenos mecánicos, naturales acumulados por los ríos y corrientes acuíferas en estratos aluviales y médanos o que se forman en in-situ por descomposición; o el conjunto de piedras producidas por acción mecánica artificial, las primeras son las arenas naturales; y las segundas, las arenas artificiales.Se clasifican según la “Comisión de Normalización” de la Sociedad de Ingenieros del Perú como sigue:

Arena Fina 0.05 a 0.5 mm.

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Arena Media 0.5 a 2.0 mm.

Arena Gruesa 2.0 a 5.0 mm.

D) GRAVA:

La NTP 400.011 define a la grava como el agregado grueso, proveniente de la desintegración natural de materiales pétreos, encontrándoseles corrientemente en canteras y lechos de ríos depositados en forma natural.

E) MODULO DE FINEZA:

El denominado módulo de fineza, representa un tamaño promedio ponderado de la muestra de arena, pero no representa la distribución de las partículas.Es un factor empírico obtenido por la suma dividida por cien de los porcentajes retenidos acumulados de los siguientes tamices NTP: 149 um (Nº 100), 297 um(Nº 50), 595um (Nº 30), 1.19mm (Nº 16), 2.38 mm (Nº 8), 4.76 mm (Nº4), 9.51 mm (3/8”), 19.00mm (3/4”), 38.1mm (11/2”), 76.2 mm (3”) y mayores incrementando en la relación de 2 a 1.Nota.- Para el cálculo del módulo de fineza del agregado fino, se tomará sólo hasta el tamiz 9.51 mm(3/8”), según la NTP 400.011.En la apreciación del módulo de fineza, se estima que las arenas comprendidas entre los módulos 2.2 y 2.8 producen concretos de buena trabajabilidad y reducida segregación; y que las que se encuentran entre 2.8 y 3.2 son las más favorables para los concretos de alta resistencia.

III. Equipos y Materiales:

Balanza de presión

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Brochas y escobillas

Bandejas

Agregado grueso y fino

Horno

Tamices normados (ITINTEC 350.001)

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IV. Procedimiento:

Para el Agregado fino:

1 El agregado a analizar debería estar seco. 2 Se realiza el cuarteo de la muestra como ya ha sido

indicado.

3 De la muestra cuarteada extraer 2427.0g, el peso mínimo es de 500g.

4 Limpiar las mallas con brochas y escobillas según corresponda.

5 Echar la muestra por la columna de tamices. 6 Tamizar la columna de tamices, por un tiempo de 2

minutos.

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7 Luego tamizar los tamices por separado, colocando una bandeja debajo para que si caen partículas debemos regresarlas a tamiz superior de la columna, y en otra bandeja colocar lo retenido por el tamiz.

8 Tomar los pesos del material retenido.

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9 Se obtuvieron los datos presentes en la Memoria de Calculo.

Para el agregado grueso:

1 El agregado a analizar debería estar seco.

2 Se realiza el cuarteo de la muestra 3 De la muestra cuarteada se extraen 13.94Kg 4 Echar la muestra por la columna de tamices.5 Como el tamizado esta malogrado, tenemos que tamizar la

muestra malla por malla sobre una bandeja, la distancia entre la malla y bandeja debe ser mínima.

6 Colocando una bandeja debajo para que si caen partículas debamos regresar las partículas a la malla inmediato inferior.

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7 Tomar los pesos del material retenido.8 Se obtuvieron los datos presentes en la Memoria de

Cálculo.

V. Memoria de Cálculo:

Granulometría del Agregado Fino:

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Granulometría del Agregado Grueso:

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Módulo de Fineza:

MF = (0.00%+15.07%+26.82%+36.38%+53.99%+83.32%) / 100%MF = 215.58 / 100MF = 2.2

VI. CONCLUSIONES:

Para el agregado fino tenemos: Módulo de fineza = 2.2: que de acuerdo a la Norma ASTM

producirá concretos de buena trabajabilidad. Curva granulométrica: su comportamiento está dentro de los

permisibles de acuerdo a la Norma.

Para el agregado grueso tenemos: Tamaño máximo nominal=1”

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Curva granulométrica: su comportamiento está dentro de los permisibles de acuerdo a la Norma.

VII. RECOMENDACIONES:

Es recomendable hacer secar el agregado en horno, para asegurar que el agregado no se encuentre saturado, y pueda dar como resultado su adecuada curva granulométrica.

Es necesario tener cuidado al retirar partículas de los tamices, en primer lugar para no dañarlos y en segundo lugar para evitar que por usar mucha fuerza una partícula quede en un tamiz equivocado.

Es necesario tarar las bandejas en los que se llevara el agregado pasante de las mallas, para obtener su verdadero peso.

Es muy importante determinar en primer lugar el tamaño máximo nominal de los agregados gruesos, para poder fijar los límites permitidos por la norma ASTM y la cantidad de la muestra para el ensayo.