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INTRODUCCION

Nuestra tercera práctica de laboratorio de materiales de construcción fue realizada el día

lunes, 21 de mayo de 2012 a las 8:00 am en el laboratorio de materiales de construcción.

Este ensaye consiste en determinar la distribución del tamaño de las partículas que

contiene una muestra de agregado, los cuales desempeñan un papel muy importante en las

propiedades de los concretos que lo contienen. Así como la comparación de sus resultados

con especificaciones estandarizadas.

La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal

como se determina por análisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamaño de partícula

del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas.

Los siete tamices estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde

la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm.

Los números de tamaño (tamaños de granulometría), para el agregado grueso se aplican a

las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que pasan a través de un arreglo de

mallas. Para la construcción de vías terrestres, la norma ASTM D 448 enlista los trece

números de tamaño de la ASTM C 33, más otros seis números de tamaño para agregado

grueso. La arena o agregado fino solamente tiene un rango de tamaños de partícula.

La granulometria y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los

agregados así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de

bombeo, economía, porosidad, contracción y durabilidad del concreto.

OBJETIVOS

Analizar las características granulométricas de los agregados.

Mediante los datos obtenidos en el laboratorio determinar la curva de granulometría

de los agregados.

Determinar si tanto el agregado fino como el grueso se hallan en los límites

aceptables que permiten que la mezcla sea de buena calidad.

Determinar si los agregados a estudiar (finos y gruesos) cuentan con las

especificaciones de tamaños requeridos.

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IMPORTANCIA DEL ENSAYE

Es de vital importancia ya que nos permite determinar la distribución del tamaño de las

partículas de los agregados tanto finos como gruesos mediante el tamizado, así como las

propiedades de estos para concreto. A la vez podemos determinar si el material está bien o

mal gradado por medio de la curva granulométrica, 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 especificación define los requisitos para granulometría y calidad de los agregados

finos y gruesos (distinto de los agregados liviano o pesado) para utilizar en concreto.

Clasificación

La C-33 especificaciones definen los grados de calidad para los agregados finos y gruesos,

tanto que se utilizan en el hormigón. El contratista con el hormigón, 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 límites aún más estrictos.

GRANULOMETRIA

La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal

como se determina por análisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamaño de partícula

del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas.

Los siete tamices estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde

la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm.

Tamaños y cantidades

1.3 Esta especificación es también para ser utilizada en especificaciones de proyecto para

definir la calidad del agregado, el tamaño nominal máximo del agregado, y otros requisitos

de granulometría específicos. Los responsables de seleccionar la dosificación para la

mezcla del concreto deben tener la responsabilidad de determinar la dosificación de

agregado fino y grueso y la adición de tamaños de agregados para combinar si se requiere o

aprueba.

ASTM C-33 estándar

Tamiz (Especificación 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 º 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 más estricto que la norma ASTM C-33, pero es extremadamente

importante.

Especificaciones del proyecto

La C-33 estándares pueden ser utilizados cuando el usuario las órdenes o peticiones una

mezcladora de concreto, de modo que el comprador puede especificar el tamaño del

agregado y de calidad y otras cualidades específicas de clasificación.

Este ensaye cubre la determinación de la distribución por tamaño de las partículas 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 más

grande al más pequeño para determinar su distribución por tamaño.

MARCO TEÓRICO

Los agregados finos y gruesos ocupan comúnmente de 60% a 75% del volumen del

concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente en las propiedades del concreto

recién mezclados y endurecidos, en las proporciones de la mezcla, y en la economía.

Agregado Grueso

Los agregados gruesos consisten en una grava o una combinación de grava o agregado

triturado cuyas partículas sean predominantemente mayores que 5mm y generalmente

entre9.5 mm y 38mm. Algunos depósitos naturales de agregado, a veces llamados gravas de

mina, rió, lago o lecho marino. El agregado triturado se produce triturando roca de

cantera, piedra bola, guijarros, o grava de gran tamaño. El agregado grueso es aquel que

queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez

clasificarse en piedra chancada y grava. El tamaño máximo de agregado que se emplea

comúnmente 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 más

usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas. Los agregados finos

consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula 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 módulo de finura (MF) inferior a 2.5 dan

hormigones con consistencia pegajosa, haciéndolo difícil de compactar. Arenas con un

módulo de finura de 3.0 han dado los mejores resultados en cuanto a trabajabilidad y

resistencia a la compresión.

Tamiz:

La tamización o tamizado es un método físico para separar mezclas. Consiste en hacer

pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz, cedazo o cualquier cosa

con la que se pueda colar. Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del

tamiz o colador atravesándolo y las grandes quedan retenidas por el mismo.

Un ejemplo podría ser: si se saca tierra del suelo y se espolvorea sobre el tamiz, las

partículas finas de tierra caerán y las piedritas y partículas grandes de tierra quedarán

retenidas en el tamiz.

Tamices Abertura libre de tamiz

Pulgadas Milímetros

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

Módulo de Finura (MF)

Se define como módulo de finura como la centésima parte del total de los porcentajes

retenidos acumulados en los tamices serie módulo de finura. El módulo de finura se

encuentra limitado así 2,3 < MF < 3,2 lo cual indica que la muestra está bien graduada.

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El módulo de finura es un índice del tamaño medio de las partículas que componen una

muestra de árido o a la suma de % de fino acumulado a la suma de la maya x -

100/100

∑

D

Tamaño máximo

Es la menor abertura del tamiz por el cual el agregado pasa por el 100% =2¨

Tamaño nominal

Abertura del tamiz inmediato superior a cual acumuladamente 15% o más = 1¨

Curva de granulometría

Es el resultado representación gráfica de una granulometría que posee en un agregado

resultando de un análisis granulométrico. También comprende en poder observar la

cantidad de % fino o grueso de un material y con este análisis saber tomar una decisión

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

Tamaño máximo

nominal

Abertura cuadrada,

mm(pulgada)

Tamaño de

muestra de

ensayo mínima

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(1½) 15(33)

50(2) 20(44)

63(2½) 35(77)

75(3) 60(130)

90(3½) 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 graduación 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 diámetro (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 vaivén por un periodo de cinco minutos.

Estos movimientos facilitan que las partículas del árido queden distribuidas en los

diferentes tamices de acuerdo con su tamaño. 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 aproximación 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 diámetro (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 vaivén por un periodo de cinco minutos.

Estos movimientos facilitan que las partículas del árido queden distribuidas en los

diferentes tamices de acuerdo con su tamaño. 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 aproximación 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 granulometría nos permite garantizar si los agregados están

disponibles en el área de una obra, también en el uso en las especificaciones del proyecto

para definir la calidad de los áridos, el tamaño máximo nominal del agregado, y otros

requisitos específicos de clasificación.

Determinamos el módulo de finura la cual es MF=3.77; la ASTM especifica que el

variación de módulo de finura para diferentes lotes de una mezcla no deberá exceder de 0,2.

ASTM C33 indica que el módulo de finura se mantuvo entre 2,3 y 3,1. Arena muy fina

aumentará 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

tamaño, por lo que determinamos que el porcentaje que pasa cumple con la normativa.

El tamaño máximo es el tamiz por el que pasa la mayoría del material en el caso de la arena

paso el 100% en el tamiz #4 por lo que determinamos que el tamaño máximo es de

4.74mm; y el tamaño nominal máximo es el tamiz que retenga más 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 tamaño máximo

es 1”; el tamaño nominal máximo es de 1/2".

En la curva granulométrica si esta es uniforme o inclinada determinamos que el material

está 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 granulométricas están mal

gradadas lo que indica que n rango del material no está cumpliendo con la normativa

determinando que la curva granulométrica no se encuentra dentro de los límites de

clasificación 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 granulometría 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 granulometría del material es gruesa.

El % que se le va agregar al material es 10% más de material fino a la arena; y de arena

50% al grueso.

RECOMENDACIONES

Asistir en tiempo y forma a la práctica de laboratorio.

Estudiar la guía antes de llevar a cabo la práctica, para entender lo que se está

realizando en la práctica.

Poner atención 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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