Mtc-201-Muestreo Materiales de Construcción

7/25/2019 Mtc-201-Muestreo Materiales de Construccin

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Manual de Ensayos de Materiales para Carreteras MTC E201-1999 Pg. 1

MUESTREO PARA MATERIALES DE CONSTRUCCIN

MTC E201-1999

NTP 400.010

1. OBJETO

1.1 Rene los procedimientos para la toma de muestras de roca, escoria, grava,gravilla, arena, rajn y llenante mineral, que son utilizados como materiales deconstruccin de carreteras.

1.2 El muestreo contempla los siguientes fines:

Investigacin preliminar de las fuentes de suministro de materiales.

Aceptacin o rechazo de las fuentes y control de produccin en ellas.

Inspeccin de los materiales en la obra y control de operacin de los materialesdurante el trabajo.

Nota 1: Los ensayos de aceptacin y control varan con el tipo de construccin en el cual se va a

emplear el material. Las investigaciones preliminares y la toma de muestras de posibles yacimientos ofuentes y tipos de agregados, son factores, importantes para determinar las disponibilidades y lascualidades del material, en relacin con la futura construccin.

2. REQUISITOS GENERALES

2.1 Muestras confiables. Donde sea posible, las muestras que se vayan a ensayarpara determinar la calidad del material, sern obtenidas de productos terminados.

Cuando se requiera ensayarlos para prdidas por abrasin, no debern someterse aprocesos posteriores de trituracin o de reduccin de tamao, a menos de que lostamaos de los productos terminados sean tales, que requieran de dicha reduccin detamao, con el fin de poderlos ensayar.

2.2 Inspeccin. Todo material ser inspeccionado con el fin de determinar variacionesapreciables del mismo. El proveedor deber poner a disposicin el equipo adecuadopara dicha inspeccin y muestreo.

2.3 Procedimientos de muestreo
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a) Muestreo tomado de un flujo de descarga de agregados. (Tolva o banda dedescarga). La seleccin de las unidades que se deber ensayar, se har por mtodosal azar. Se obtendrn por lo menos tres (3) porciones aproximadamente iguales,

elegidas al azar de las unidades que se estn muestreando, combinndolas paraformar muestras de campo, con pesos iguales o mayores a los valores mnimos quese recomiendan dentro de la presente norma, en los numerales destinados a cada tipode material. Cada porcin se tomar directamente de toda la seccin del flujo dematerial que se est descargando. Generalmente, es necesario tener un aparatoespecialmente fabricado, para utilizarlo en cada planta de produccin particular. Elaparato consistir en una bandeja de tamao suficiente para interceptar toda laseccin del flujo de descarga y recoger la cantidad requerida de material, sindesbordarse. Puede ser necesario tener un conjunto de rieles para soportar labandeja, cuando se pase por debajo del flujo de descarga. Hasta donde sea posible,

se debe mantener la tolva permanentemente llena para disminuir la segregacin.

Nota 2. Debe evitarse tomar las muestras de la descarga inicial o final de tolvas o bandas

transportadoras, pues al hacerlo se aumentan las posibilidades de obtener material segregado.

b) Muestreo tomado de una banda transportadora. La seleccin de las unidades quese vayan a ensayar, deber hacerse como se indica en primer prrafo del literalanterior. Se deber detener la banda transportadora mientras se recogen las porcionesde material. Hecho esto, se insertarn en el material sobre la banda, dos elementoscon forma apropiada, separndolos en forma tal, que se obtenga la porcin del pesorequerido. En forma cuidadosa, se recoger todo el material en un recipienteapropiado y los finos que queden se integrarn a la muestra, utilizando una brochapara pasarlos.

c) Muestreo tomado de depsitos apilados o de los equipos de transporte. Se debeevitar, en lo posible, el muestreo de agregados gruesos o de mezclas de agregadosgruesos y finos, tomados de depsitos apilados o de equipos de transporte,especialmente cuando se hace el muestreo con el propsito de determinarpropiedades de los agregados que pueden depender de la gradacin de las muestras.

Si las circunstancias hacen necesaria la obtencin de muestras de pilas de agregadosgruesos, o de pilas de agregados gruesos y finos combinados, se disear un plan demuestreo para el caso especifico bajo consideracin.

Este definir el nmero de muestras necesarias para representar grandes cantidadeso cantidades parciales de tamaos de partculas especificas. Los principios generalesdel muestreo para depsitos apilados o amontonados, son tambin aplicables para elmuestreo tomado de camiones, vagones, planchones, embarcaciones u otrasunidades de transporte.

d) Muestreo tomado en la va. El sistema de seleccin de las unidades, descrito en elprimer prrafo del literal a), es aplicable para este caso. Siguiendo este sistema, se


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tomarn todas las porciones de la muestra cuidando de excluir cualquier materialsubyacente. Se marcarn claramente los sitios de extraccin de las porciones. Paraescoger porciones con pesos aproximadamente iguales, utilcese una plantilla

adecuada.

3. TAMAO Y NUMERO DE LAS MUESTRAS

3.1 En la toma de muestras, realizadas como se indic antes, se obtiene una serie demuestras individuales representativas del material. Estas muestras pueden seranalizadas, bien sea independientemente para conocer la variabilidad de la fuente, obien en su conjunto, para obtener la calidad media del material.

Cuando se pretenda obtener la calidad media de una fuente de materiales,almacenamiento o frente de obra, las muestras individuales podrn unirse total oparcialmente para formar una muestra compuesta de la cual, por reduccin de tamaomediante cuarteo, se obtendr la muestra para su envo al laboratorio.

3.2 El nmero de muestras individuales depende, fundamentalmente, del tamao yuniformidad de la fuente de suministro, y el objeto de la toma de muestras.

El nmero de muestras de campo para el proceso productivo, deber ser suficientepara dar el grado de confianza deseado a los resultados de los ensayos.

3.3 Los tamaos de las muestras de campo que se mencionan ms adelante, sontentativos. Estos tamaos dependern, en definitiva, del tipo de material, de su tamaomximo y de los ensayos a los cuales ser sometido.

En trminos generales, las cantidades indicadas en la Tabla 1 resultan adecuadaspara los ensayos rutinarios de granulometras y anlisis de calidad.

4. MUESTREO DE ROCA EN CORTES Y CANTERAS

4.1 Inspeccin. Se examina el corte o el frente de las canteras de roca, paradeterminar si hay variacin en los distintos estratos. Se toma nota de las diferencias encolor y estructura.

4.2 Toma de muestras y tamao de la misma.

Se obtienen muestras separadas de la roca, que pesen por lo menos 25 kg cadauna, de todos los estratos que visualmente no sean rechazables, porque su

estado de meteorizacin permita utilizarlos para el fin propuesto, y de todosaquellos estratos que parezcan variar en color y estructura. Cuando se tengan que


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realizar los ensayos de impacto y rotura a compresin, se tomara, adems, untrozo de cada una de las zonas, de un tamao superior a 150 x 150 x 100 mm,marcando claramente el plano de estratificacin. Estos trozos no tendrn grietas ni

fracturas incipientes. Los trozos que estn resentidos por las explosiones no seincluirn en la muestra.

Tabla 1Tamao de muestras para anlisis granulomtrico y de calidad

Mximo tamao nominal deagregados(A)

Peso mnimo aproximado de muestrasde campo kg (lb)(B)

Agregado fino

2.36 mm (N 8) 10 (25)4.75 mm (N 4) 10 (25)

Agregado grueso

9.5 mm (3/8") 10 (25)12.5 mm (") 15 (35)19.0 mm (") 25 (55)25.0 mm (1") 50 (110)

37.5 mm (1 ") 75 (165)50.0 mm (2") 100 (250)

63.0 mm (2 ") 125 (275)

75.0 mm (3") 150 (330)90.0 mm (3 ") 175 (385)(A) Para agregados procesados, el mximo tamao nominal de las partculas, es el del mayor

tamiz sobre el cual se permite que se retenga algo de material.(B) Para combinaciones de agregados finos y gruesos (por ejemplo, materiales de subbase o

base) el mnimo peso ser el peso que aparece en la tabla para el agregado grueso ms10 kg (25 lb).

La muestra de 25 kg se compondr, bien de una sola muestra tomada en la zonadel frente que mejor represente la roca, o bien de varias muestras cuya extraccin

se distribuya a lo largo y ancho del frente, de manera que los sucesivos puntos demuestreo, estn situados unos de otros a 1 m, tanto en sentido vertical comohorizontal, conforme se indica en laFigura 1.

4.3 Datos. Adems de la informacin general que debe acompaar a todas lasmuestras, para aquellos cortes locales que no se exploten comercialmente, se incluirtambin la siguiente informacin:

a) Nombre del propietario o vendedor.b) Cantidad aproximada disponible.

c) Cantidad y carcter del relleno y descapote.


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d) Distancia de acarreo hasta un sitio de referencia, o al punto ms cercano de lacarretera, en donde se va a emplear el material.

e) Caractersticas del acarreo (clase y tipo de va de acceso).

f) Algunos datos detallados de la extensin y localizacin de los materiales querepresentan cada muestra. Para este propsito, se recomienda dibujar un croquisen planta y perfil, indicando espesor y localizacin de los distintos estratos.

5. MUESTREO DE PIEDRA Y DE MATERIALES ALUVIALES Y COLUVIALES

5.1 Inspeccin. Se realizar una inspeccin detallada de los depsitos de piedra y de

material de aluviones o coluviones, sobre toda la zona donde se pueda obtener el

suministro. Se researn las distintas clases de material y su estado en las distintaspartes del depsito.


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5.2 Toma de muestras. Se elegirn muestras por separado de todas las clases de

material que se hayan apreciado, mediante inspeccin visual, como aptas para su

empleo como material de construccin. Estas muestras deben ser de 25 kg,

aproximadamente.

5.3 Datos. Adems de la informacin general, cada muestra de piedra de aluviones o

coluviones, debe venir acompaada de una nota que contenga la siguiente

informacin adicional:

a) Localizacin de la fuente (Nota 3).

b) Cantidad aproximada disponible.

c) Los porcentajes de las distintas clases de piedra y materiales de los cuales se

hayan tomado muestras, as como tambin el porcentaje del material que es

rechazable por el examen visual y que, por lo tanto, debe ser eliminado.

Nota 3. Se recomienda para este propsito, el empleo de un mapa geotcnico donde figuren dibujadas

las zonas de aluviones y coluviones.

6. MUESTREO DE GRAVA Y ARENA (Produccin en la obra y materialesnaturales)

6.1 Descripcin de los trminos. Se entiende por produccin en la obra, la que serealiza con trituradoras, clasificadoras e instalaciones de lavado, porttiles, que semontan o instalan cerca del lugar de trabajo para una obra determinada y con elpropsito de suministrar los materiales necesarios.

6.2 Torna de muestras

Las muestras se escogern de manera que representen los diferentes materiales

perceptibles en la muestra, que pueden obtenerse en el depsito. Se realizar unaestimacin de la cantidad disponible de los distintos materiales.

Si el depsito se explota a cielo abierto o en mina, se tomar la muestraacanalando la superficie verticalmente, de abajo hacia arriba, de forma que nosmuestre la representatividad del material propuesto para su utilizacin. No debeincluirse en la muestra el material alterado y de cubierta. Se excavarn operforarn pozos o calicatas de prueba, en numerosos puntos del depsito, paradeterminar la calidad del material y la extensin del depsito. El nmero y la


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profundidad de estos pozos dependen de la cantidad de material necesario, de latopografa de la zona, de la naturaleza del depsito, de las caractersticas delmaterial y de la calidad del producto obtenido. Se obtendrn muestras individuales

del frente del banco y de las calicatas, en la forma descrita anteriormente, y si lainspeccin visual indica que hay variaciones considerables del material, sedebern seleccionar muestras individuales representativas del material de cadaestrato netamente delimitado. Por otra parte, se obtendrn muestras mayores decada zona localizada y se reducirn al tamao apropiado, por cuarteo de lamezcla compuesta por todas las muestras individuales. El tamao de la muestrarequerida para los ensayos ser por lo menos de unos 10 kg de arena y de unos35 kg de grava, en el caso que ambos constituyentes estn presentes en elmaterial. En los depsitos que son investigados sin tener frente abierto, seobtendrn solamente por medio de pozos, tal como se ha descrito.

Es difcil obtener una muestra representativa en el sitio de almacenamiento,debido a la segregacin natural del material en el mismo, ya que el agregado msgrueso rueda hacia la parte baja de la pila. Si es necesario tomar muestras en losalmacenamientos apilados, se debe efectuar utilizando maquinaria que sea capazde dejar a la vista el material a diferentes niveles y zonas. Se tomarn muestrasindividuales de diferentes zonas de la pila representativas del material en cadazona. Los resultados de los ensayos de las muestras individuales indicarn elgrado de segregacin que existe en el almacenamiento. En la toma de muestras

de arena apilada, deben eliminarse las capas superficiales que, por habersesecado, pueden presentar segregaciones, y se elegir una muestra representativade la arena hmeda.

6.3 Datos. Adems de la informacin general que debe acompaar a todas lasmuestras, para las procedentes de depsitos naturales y de plantas de produccin deagregados que no se exploten comercialmente, debe adjuntarse la informacinadicional siguiente:

a) Nombre del propietario o vendedor.

b) Localizacin de la fuente (vase laNota 4).c) Cantidad aproximada disponible.d) Cantidad y carcter del material de capote.e) Distancia del acarreo (tipo de carretera, pendientes mximas, etc.).f) Caractersticas del acarreo (tipo de carretera, pendientes mximas, etc.).g) Algunos datos detallados de la extensin y localizacin de los materiales

representados por cada muestra.

Nota 4. Es recomendable dibujar un croquis en planta y perfil, indicando el espesor y localizacin de las

diferentes capas.


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7. MUESTREO DE ARENA, GRAVA TRITURADO, Y RELLENO MINERAL

7.1 Toma de muestras para determinar la calidad.

Cuando sea posible, se obtendrn de las fuentes comerciales, muestras delproducto terminado. Si ello no es posible, la muestra se tomar de acuerdo con elprocedimiento descrito en los numerales 5.2, 6.2y7.2,el que sea aplicable.

Las muestras para el ensayo de desgaste Los ngeles, se obtendrn del materialcomercial sin someterlo a trituracin adicional o a reduccin del tamao de laspartculas, para cumplir con la granulometra especificada para dicho ensayo.

7.2 Torna de muestras en la planta de produccin. Se efectuar una inspeccingeneral de la instalacin, tomando Nota de las condiciones de cribado. Las muestrasse tomarn en los lugares ms apropiados, de tal forma que proporcionen una muestrabien representativa. Con el objeto de determinar las variaciones de la granulometradel material, se deben obtener muestras individuales en diferentes momentos,mientras se realiza la carga del material. Si las muestras se obtienen de un silo, setomarn de la seccin total de la corriente de material que se est descargando. Alcomenzar la, descarga de los silos, debe dejarse salir suficiente material antes detomar la muestra, para asegurarse que el flujo del material tiene la uniformidadcorrecta, sin segregacin.

7.3 Toma de muestras al recibir el material

Cuando no sea posible efectuar la inspeccin y muestreo en la planta de

produccin, se obtendrn las muestras para los ensayos de calidad ygranulometra, en el punto de destino, preferentemente mientras el material esdescargado. Los ensayos de granulometra se realizarn inmediatamente, paradeterminar si el agregado es aceptable, en cuanto al tamao especificado.

Si los ensayos de calidad son simplemente rutinarios, el material se puede

descargar y emplear antes de terminar el ensayo, pero si la aprobacin delsuministro depende de los ensayos de calidad, no se emplear el material antesde ser aprobado, como resultado de los mismos. Se tomarn muestrasindividuales lo ms representativas posible del material, en varios puntos de cadaunidad de transporte, teniendo en cuenta la probable segregacin que puedeocurrir durante el cargue de la unidad. Estas muestras individuales debern sermezcladas hasta formar una muestra compuesta, y la muestra as formada serreducida de tamao por cuarteo, si es necesario; sin embargo, si se requiere unaprecisa informacin sobre sus posibles variaciones, debe ensayarse cada muestraindividual por separado.


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Nota 5. Las muestras de agregado grueso o de montones apilados, deben ser tomadas de la

parte superior de la pila, en la base y en una zona intermedia de la misma. Una tabla hincada en elmontn justamente por encima del punto donde se vaya a tomar la muestra, permitir evitar una

ltima segregacin que pueda producirse al tomar la muestra. Las muestras de vagones deferrocarril, deben ser tomadas de tres o ms surcos escarbados a travs del vagn, en los puntos en

que la superficie presente ms carcter representativo del material. La parte inferior del surco estar,como mnimo, a 0.3 m del nivel del material respecto a los bordes del vagn y en su fondo tendraproximadamente unos 0.3 m de ancho. El fondo del surco estar prcticamente a nivel. Cantidadesiguales deben ser tomadas en siete puntos equidistantes a travs de toda la longitud del fondo delsurco, empujando una pala en posicin inclinada dentro del material y no arrastrndolahorizontalmente. Dos de las muestras debern tomarse directamente contra los laterales del vagn.

Las muestras de camiones, u otros sistemas de transporte, debern tomarse en lamisma forma descrita para los vagones de ferrocarril, excepto en lo que concierne

al nmero de surcos, que debern fijarse de acuerdo con las dimensiones de launidad de transporte y el tonelaje involucrado.

La toma de muestras del agregado fino se puede hacer como se describe en estenumeral o por medio de un tubo toma muestras de aproximadamente 32 mm dedimetro y 2 m de altura, con el cual, teniendo una cierta prctica, se logra que alintroducirlo en la arena hmeda, esta penetre hasta dentro del tubo y la muestradel agregado fino quede retenida en l al sacarlo. Se efectuarn de 5 a 8introducciones del tubo por cada unidad de suministro, obtenindose una muestrade tamao aproximado de unos 5 kg de agregado fino.

Las muestras se enviarn tambin al laboratorio para su correspondientecomprobacin.

7.4 Nmero y tamao de las muestras

El nmero de muestras que se requiere, depende del empleo que se intente dar almaterial, la cantidad de material involucrado y las variaciones, tanto de la calidadcomo de la granulometra. En general, debe obtenerse el nmero suficiente paracubrir todas las posibles variaciones del material. Se recomienda que cada

muestra de piedra triturada grava, arena, etc, represente aproximadamente 50toneladas del material.

El tamao y peso de las muestras citadas se dan a ttulo orientativo. Lascantidades deben ser fijadas de acuerdo con el tipo y nmero de ensayos a quese someta el material, y estarn supeditadas a obtener suficiente material parapoder realizar los ensayos propuestos. Todos los ensayos de control y aceptacinse realizarn siguiendo mtodos de ensayo de las normas del MTC, sobre lacantidad de muestra requerida para cada uno de ellos.


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El tamao de las muestras depender del nmero de ensayos requeridos. Engeneral, las cantidades especificadas en laTabla 2 proporcionan la cantidad dematerial adecuado para la ejecucin de los ensayos granulomtricos de rutina,

nicamente.

8. MUESTREO DE MATERIALES DIVERSOS

Toma de muestras. La toma de muestras de arena, arena de trituracin, escombros demina y derrumbes y cualquier otra clase de material, se efectuar de la misma maneraque la de los materiales de tamao y clasificacin similar.

9. MUESTRAS DE PIEDRA EN BLOQUES

9.1 Lugar de la toma de muestra. Las muestras de piedra de cantera o en bloque setomarn, bien en la cantera o en el lugar de destino. Los bloques que no se aceptenpor inspeccin visual, no se incluirn en la muestra.

9.2 Tamao de la muestra. La muestra debe estar constituida, por lo menos, por seisunidades o bloques, que muestran los planos de estratificacin en dos de ellos comomnimo.

Tabla 2Tamao de las muestras para gradaciones

Partculas de tamao mximo pasando el tamiz

(mm) (Alterno)Peso mnimo de la muestra

que se va a tomar (kg)(*)

Agregado fino

2.0 No. 10 54.75 No. 4 5

Agregado grueso

9.5 3/8" 1 512.5 " 1019.0 " 1525.0 1 2537.5 1 3050 2" 4063 2 " 45

75.0 3" 60100 4" 70

(*) La muestra preparada para el ensayo se obtendr de la muestra de campo por cuarteo u otro medio

que asegure su representatividad.


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10. TRANSPORTE E IDENTIFICACION DE LAS MUESTRAS

10.1 Los agregados y otros materiales de construccin se transportarn en bolsas,

sacos, cajas u otros recipientes adecuados para evitar prdida o contaminacin de

cualquier parte de la muestra, o daos debidos a mal manejo durante el viaje.

Las muestras de piedra o agregado grueso, se enviarn en sacos o en cajas seguras.

Las de arena, u otro material fino se enviarn en cajas cerradas o en sacos de lona

cerrados, cuidando de que no se pierdan las partculas ms finas. Las muestras de

bloque de piedra sern enviadas en cajas adecuadas.

10.2 Cada muestra o cada bulto individual debe ser acompaado por dos tarjetas,

una exterior y otra dentro del bulto, incluyendo la siguiente informacin:

a) Remitente (compaa, entidad, etc.).

b) Destinatario.

c) Fuente de material.

d) Uso a que se destinar el material.

e) Localizacin geogrfica y medio de transporte utilizado.

f) Ensayos a que se debe someter la muestra.

11. REFERENCIAS NORMATIVAS

ASTM D 75

AASHTO T 2

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