TECNOLOGA DEL CONCRETO
TECNOLOGA DEL CONCRETO
1. OBJETIVOS
2. El objetivo principal de este ensayo es determinar la curva
granulomtrica del agregado grueso y del agregado fino.3. Determinar
el mdulo de fineza4. Saber y reconocer los tipos de agregados:
agregados finos y agregado grueso.5. Familiarizarnos con el ensayo
de la determinacin de la curva granulomtrica de cualquier tipo de
hormign.6. La determinacin cuantitativa de la distribucin de tamaos
de partculas de suelo.
2. MARCO TERICO:CLASIFICACIN GRANULOMTRICASe denomina
clasificacin granulomtrica o granulometra, a la medicin y gradacin
que se lleva a cabo de los granos de una formacin sedimentaria, de
los materiales sedimentarios, as como de los suelos, con fines de
anlisis, tanto de su origen como de sus propiedades mecnicas, y el
clculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los
tamaos previstos por una escala granulomtrica.MTODO DE DETERMINACIN
GRANULOMTRICOEl mtodo de determinacin granulomtrico ms sencillo es
hacer pasar las partculas por una serie de mallas de distintos
anchos de entramado (a modo de coladores) que acten como filtros de
los granos que se llama comnmente columna de tamices. Pero para una
medicin ms exacta se utiliza un granul metro lser, cuyo rayo
difracta en las partculas para poder determinar su tamao. O tambin
se pueden utilizar los rayos gamma obs.
ENSAYO DE TAMIZADOPara su realizacin se utiliza una serie de
tamices con diferentes dimetros que son ensamblados en una columna.
En la parte superior, donde se encuentra el tamiz de mayor dimetro,
se agrega el material original (suelo o sedimento mezclado) y la
columna de tamices se somete a vibracin y movimientos rotatorios
intensos en una mquina especial. Luego de algunos minutos, se
retiran los tamices y se desensamblan, tomando por separado los
pesos de material retenido en cada uno de ellos y que, en su suma,
deben corresponder al peso total del material que inicialmente se
coloc en la columna de tamices (Conservacin de la Masa).CURVA
GRANULOMTRICATomando en cuenta el peso total y los pesos retenidos,
se procede a realizar la curva granulomtrica, con los valores de
porcentaje retenido que cada dimetro ha obtenido. La curva
granulomtrica permite visualizar la tendencia homognea o heterognea
que tienen los tamaos de grano (dimetros) de las partculas.
QU ES UN TAMIZ?Un tamiz es simplemente una malla de filamentos
que se entrecruzan dejando unos huecos cuadrados. Es importante que
esos cuadrados tengan todos el mismo tamao, ya que ste determinar
el tamao de lo que va a atravesar el hueco, tambin conocido como
"luz de malla". En la industria farmacutica, se emplean tamices de
varias luces de malla que pueden apilarse uno encima de otro, de
manera que el de mayor luz de malla sea el superior y que sta vaya
disminuyendo hasta el tamiz inferior. Se deposita la muestra
granulada en la parte superior y se pone todo el sistema en
agitacin, nada de presionar la muestra, de modo que el granulado
pase a travs de la malla por s solo. Los grnulos ms pequeos irn
pasando, lgicamente, de tamiz en tamiz, descendiendo, mientras que
los mayores se irn quedando en los tamices superiores.Una vez
realizado el tamizado, se van cogiendo los tamices uno a uno y se
va leyendo el valor de la luz de malla. En el primer tamiz
tendremos granulados de mayor tamao que el valor que indica. En los
inferiores, tendremos granulados de mayor tamao que el que indica
pero menores que la luz de malla del tamiz inmediatamente superior.
Y, por ltimo, los grnulos que hayan pasado todos los tamices tendrn
un tamao menor que la luz de malla del ltimo tamiz. Esto permite
seleccionar un granulado de un tamao (o un rango de tamaos)
determinado y que sabemos que van a ser apropiados para trabajos
posteriores. Es aplicable en otros campos, por ejemplo, para
eliminar granos gruesos de arena que pueden dar una pasta granulosa
y difcil de trabajar, comprobar la eficacia de un proceso de
molienda, etc etc.QU ES EL TAMAO MXIMO NOMINAL?el tamao mximo es el
menor tamiz por el que se pasa toda la muestra y el tamao mximo
nominal de un agregado, es el menor tamao de la malla por el cual
debe pasar la mayor parte del agregado, la malla de tamao mximo
nominal, puede retener de 5% a 15% del agregado dependiendo del
nmero de tamao.GRANULOMETRALa 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 granulometra 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.GRANULOMETRA DE LOS AGREGADOS FINOS:Depende del tipo de
trabajo, de la riqueza de la mezcla, y el tamao mximo del agregado
grueso. En mezclas ms pobres, o cuando se emplean agregados gruesos
de tamao pequeo, la granulometra que ms se aproxime al porcentaje
mximo que pasa por cada criba resulta lo ms conveniente para lograr
una buena trabajabilidad. En general, si la relacin agua cemento se
mantiene constante y la relacin de agregado fino a grueso se elige
correctamente, se puede hacer uso de un amplio rango de
granulometra sin tener un efecto apreciable en la resistencia.Entre
ms uniforme sea la granulometra, mayor ser la economa.Estas
especificaciones permiten que los porcentajes mnimos (en peso) del
material que pasa las mallas de 0.30mm (No. 50) y de 15mm (No. 100)
sean reducidos a 15% y 0%, respectivamente, siempre y cuando:1. El
agregado que se emplee en un concreto que contenga ms de 296 Kg de
cemento por metro cubico cuando el concreto no tenga inclusin de
aire.2. Que el mdulo de finura no sea inferior a 2.3 ni superior a
3.1, el agregado fino se deber rechazar a menos de que se hagan los
ajustes adecuados en las proporciones el agregado fino y grueso.Las
cantidades de agregado fino que pasan las mallas de 0.30 mm (No.
50) y de 1.15 mm (No. 100), afectan la trabajabilidad, la textura
superficial, y el sangrado del concreto.El mdulo de finura (FM) del
agregado grueso o del agregado fino se obtiene, conforme a la norma
ASTM C 125, sumando los porcentajes acumulados en peso de los
agregados retenidos en una serie especificada de mallas y
dividiendo la suma entre 100.El mdulo de finura es un ndice de la
finura del agregado entre mayor sea el modo de finura, ms grueso
ser el agregado.El mdulo de finura del agregado fino es til para
estimar las proporciones de los de los agregados finos y gruesos en
las mezclas de concreto.
GRANULOMETRA DE LOS AGREGADOS GRUESOS:El tamao mximo del
agregado grueso que se utiliza en el concreto tiene su fundamento
en la economa. Comnmente se necesita ms agua y cemento para
agregados de tamao pequeo que para tamaos mayores, para
revenimiento de aproximadamente 7.5 cm para un amplio rango de
tamaos de agregado grueso.El nmero de tamao de la granulometra (o
tamao de la granulometra). El nmero de tamao se aplica a la
cantidad colectiva de agregado que pasa a travs de un arreglo
mallas.El tamao mximo nominal de un agregado, es el menor tamao de
la malla por el cual debe pasar la mayor parte del agregado. La
malla de tamao mximo nominal, puede retener de 5% a 15% del
agregado dependiendo del nmero de tamao. Por ejemplo, el agregado
de nmero de tamao 67 tiene un tamao mximo de 25 mm y un tamao mximo
nominal de 19 mm. De noventa a cien por ciento de este agregado
debe pasar la malla de 19 mm y todas sus partculas debern pasar la
malla 25 mm.Por lo comn el tamao mximo de las partculas de agregado
no debe pasar:1. Un quinto de la dimensin ms pequea del miembro de
concreto.2. Tres cuartos del espaciamiento libre entre barras de
refuerzo.3. Un tercio del peralte de las losas.Agregado con
granulometra discontinuaConsisten en solo un tamao de agregado
grueso siendo todas las partculas de agregado fino capaces de pasar
a travs de los vacos en el agregado grueso compactado. Las mezclas
con granulometra discontinua se utilizan para obtener texturas
uniformes en concretos con agregados expuestos. Tambin se emplean
en concretos estructurales normales, debido a las posibles mejoras
en densidad, permeabilidad, contraccin, fluencia, resistencia,
consolidacin, y para permitir el uso de granulometra de agregados
locales.Para un agregado de 19.0 mm de tamao mximo, se pueden
omitir las partculas de 4.75 mm a 9.52 mm sin hacer al concreto
excesivamente spero o propenso a segregarse. En el caso del
agregado de 38.1 mm, normalmente se omiten los tamaos de 4.75 mm a
19.0 mm.Una eleccin incorrecta, puede resultar en un concreto
susceptible de producir segregacin o alveolado debido a un exceso
de agregado grueso o en un concreto de baja densidad y alta demanda
de agua provocada por un exceso de agregado fino. Normalmente el
agregado fino ocupa del 25% al 35% del volumen del agregado total.
Para un acabado terso al retirar la cimbra, se puede usar un
porcentaje de agregado fino respecto del agregado total ligeramente
mayor que para un acabado con agregado expuesto, pero ambos
utilizan un menor contenido de agregado fino que las mezclas con
granulometra continan. El contenido de agregado fino depende del
contenido del cemento, del tipo de agregado, y de la
trabajabilidad.Para mantener la trabajabilidad normalmente se
requiere de inclusin de aire puesto que las mezclas con
granulometra discontinua con revenimiento bajo hacen uso de un bajo
porcentaje de agregado fino y a falta de aire incluido producen
mezclas speras.Se debe evitar la segregacin de las mezclas con
granulometra discontinua, restringiendo el revenimiento al valor
mnimo acorde a una buena consolidacin. Este puede variar de cero a
7.5 cm dependiendo del espesor de la seccin, de la cantidad de
refuerzo, y de la altura de colado.Si se requiere una mezcla spera,
los agregados con granulometra discontinua podran producir mayores
resistencias que los agregados normales empleados con contenidos de
cemento similares.Sin embargo, cuando han sido proporcionados
adecuadamente, estos concretos se consolidan fcilmente por
vibracin.ridos de granulometra continua mnimos vacosPara esto las
granulometras deben ser "continuas", es decir que no debe faltar
ningn tamao intermedio de partcula. La pasta cementicia debe
recubrir todas las partculas de agregado para "lubricarlas" cuando
el concreto est fresco y para unirlas cuando el concreto est
endurecido.Por lo tanto, cuanto mayor sea la superficie de los
agregados mayor ser la cantidad de pasta necesaria como se muestra
en la figura.
Partculade agregadoal dividirla en dos,aparecen
nuevassuperficies a cubrircon pastaal dividir nuevamenteen mitades
aumentanlas superficiesa recubrir
Se ve que el tamao mximo debe ser el mayor posible, esto es el
mximo compatible con la estructura. Por ejemplo: para un tabique
ser de 19mm, para un pavimento 50 mm, para el concreto en masa de
una presa 120mm.Mdulo de finezaCriterio Establecido en 1925 por
Duff Abrams a partir de las granulometras del material se puede
intuir una fineza promedio del material utilizando la siguiente
expresin:
Contenido De FinosEl contenido de finos o polvo no se refiere al
contenido de arena fina ni a la cantidad de piedras de tamao menor,
sino a la suciedad que presentan los agregados (tamaos inferiores a
0,075 mm).El contenido de finos es importante por dos aspectos:1. A
mayor suciedad habr mayor demanda de agua, ya que aumenta la
superficie a mojar y por lo tanto tambin aumentar el contenido de
cemento si se quiere mantener constante la relacin agua/cemento;2.
Si el polvo est finamente adherido a los agregados, impide una
buena unin con la pasta y por lo tanto la interface
mortero-agregado ser una zona dbil por donde se puede originar la
rotura del concreto.Es difcil de apreciar a simple vista si las
arenas tienen finos, pero se puede evaluar cualitativamente de las
siguientes maneras:Observando los acopios, pueden notarse en su
superficie costras duras originadas por el desecamiento de estos
finos.Haciendo una simple prueba consiste en colocar un poco de
arena en un recipiente traslcido con agua, agitar enrgicamente y
dejar reposar un par de minutos. Si la arena est sucia se
diferenciar claramente en el fondo del recipiente el depsito de
arena y sobre ste, el de material fino.3. HERRAMIENTAS
USADASTAMIZADORAUn instrumento de mucha utilidad para hacer ensayos
con muestras de gran tamao. Consiste de una serie de mallas que van
desde una pulgada y media hasta el tamiz nmero 4 (4.75mm).Consta de
un motor el cual hace vibrar toda la tamizadora y debido a esto van
a haber partculas de suelo que quedan retenidas en cada malla, el
cual se requiere para hacer la granulometra.
SERIE DE TAMICESEs un instrumento que sirve para el proceso de
tamizado exclusivamente de agregados finos de pequeas muestras de
un peso aproximado a un kilogramo. Esta serie consta de un conjunto
de recipientes, cada cual con su respectiva abertura de malla y por
norma se pone la mayor abertura arriba y la menor abertura abajo
para realizar bien el ensayo de granulometra. Esta serie va desde
el tamiz nmero 4 hasta el tamiz nmero 200, el cual si el agregado
fino pasa este tamiz nmero 200 el suelo se denomina arcilla el cual
tiene propiedades no convenientes para el uso en la
construccin.
BALANZA DIGITALEs un instrumento utilizado para este ensayo,
para el proceso de pesaje aproximado de un kilogramo de nuestra
muestra de agregado fino el cual ha sido previamente tamizado con
la maquina ya mencionada en los pasos anteriores.
BANDEJA PEQUEAEs una herramienta que sirve para pesar muestras
pequeas.
SERIE DE ESCOBILLONESSon herramientas utilizadas para la
limpieza de las mallas y mejorar el paso de las partculas de suelo
que quedan retenidos en las mallas, se usa un tipo de escobilln
para cada malla.
CUCHARONESHerramientas utilizadas para el recojo de muestras
para tomar pesos exactos.
BANDEJA GRANDEHerramienta utilizada para la toma de muestras de
suelos de mayor magnitud.
4. ENSAYO DE GRANULOMETRA1. Lo primero que se hace para este
ensayo esparcir el agregado grueso en un piso limpio, una vez
colocada en la bandeja se usa el mtodo del cuarteo para
inmediatamente despus tamizarlas con la maquina tamizadora antes
mencionada y poder separar el agregado fino que an queda.
2. En esta parte se echa el agregado grueso a la tamizadora para
separar el agregado grueso del agregado fino (que an queda), esta
tamizadora consta de mallas que van de las dos pulgadas hasta la
malla nmero cuatro, todo lo que pase por esta malla es decir el
pasante se usa para llevarlo a los tamices del agregado fino y
determinar la curva granulomtrica de estos agregados.
3. Llegado a este punto procedemos a retirar la cantidad de
agregado que queda en cada una de las mallas que tiene esta mquina
este paso lo hacemos con la finalidad de determinar la curva
granulomtrica de este agregado.
4. Tambin se procede a pesar la cantidad que queda en cada una
de estas mallas y los respectivos pesos los anotamos para su
posterior uso.5. Para el agregado fino, se hace secar en el horno
un kilo, una vez seco se procede a tamizarlo en los tamices
pequeos.
6. Luego de que hayamos pesado un kilogramo de esta muestra
procedemos a colocarlo en la serie de tamices que van desde la
malla de 3/8 hasta la malla nmero 200. Luego se procede a agitar
esta serie de tamices de tal manera que estemos seguros de que
hayamos hecho un buen procedimiento de zarandeo.
7. Luego del proceso de zarandeo, procedemos a retirar cada uno
de los recipientes con su respectiva malla para determinar el peso
de muestra que ha quedado retenido en cada malla, para ello hacemos
uso de la balanza digital y anotamos cada uno de estos pesos para
determinar la curva granulomtrica correspondiente a este agregado.
Una vez teniendo la disponibilidad de estos datos procedemos a
determinar las curvas granulomtricas correspondientes a cada uno de
estos agregados.
8. Por ltimo se procede a eliminar todo el agregado que se ha
utilizado en este ensayo
5. MEMORIA DE CLCULOGRANULOMETRA DEL AGREGADO GRUESOPara la
granulometra del agregado grueso se tom 10 kg de agregado.Los
tomados de este anlisis se muestran en el siguiente cuadro.
Los resultados se muestran en el siguiente cuadro:
GRANULOMETRA DEL AGREGADO FINOPara la granulometra del agregado
fino se tom 1 kg de agregado.Los datos tomados de este anlisis se
muestran en el siguiente cuadro.
Los resultados se muestran en el siguiente cuadro:
6. CONCLUSIONES
1. Se pudo determinar la curva granulomtrica global de este tipo
de suelo estudiado:2. Mediante este ensayo se determin los pesos
retenidos en cada malla.3. El hormign es separado en dos grupos en
agregado fino, y agregado grueso por el proceso de tamizado.7.
BIBLIOGRAFA1. NORMA TCNICA PERUANA (NTP 400.010 2001)2. Naturaleza
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