informe

UNIVERSIDAD DE MAGALLANESFACULDAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA EN CONSTRUCCIÓN

INFORME LABORATORIO TECNOLOGÍA

DEL HORMIGÓN N° 1

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

EXTRACCIÓN Y PREPARACIÓN DE MUESTRAS

ARIDOS, TAMIZADO Y GRANULOMETRÍA

Nombre : Belén Gómez G.

Michel Mora M.

Alberto Sotomayor A.

Fecha de ejecución : 23/04/2015

Fecha de entrega : 30/04/2015

Profesor : Jaime Triviño P.

Profesor ayudante : Cristopher Díaz G.

Laboratorio Tecnología del Hormigón



INDICE

Introducción

Desarrollo Teórico

Instrumentación

Fundamentos Teóricos

Desarrollo Práctico

Descripción de la experiencia

Cálculos y resultados

Gráficos

Conclusión

Bibliografía

INTRODUCCIÓN

Laboratorio Tecnología del Hormigón Página 2



Conocer la tecnología del hormigón es muy importante, pues éste es uno de

los materiales más usado en el mundo, específicamente el segundo material más

utilizado después del agua. Tiene diversos usos, desde obras domesticas hasta

obras de gran magnitud, por lo que realizar hormigones de calidad es de suma

importancia. Para certificar su calidad existen diversos ensayes que se realizan

para cada uno de sus constituyentes, para ello existen laboratorios en los cuales

se utilizan equipos e instrumentos normalizados, es decir, deben ser certificados

por una empresa calificada, además, los laboratorios cada cierto tiempo verifican

el estado de su instrumentación documentando dicho estado en la hoja de vida de

cada aparato, cuando los equipos ya no están calibrados al igual que en su inicio o

la diferencia es significativa, éstos se deben dar de baja.

Existen normas chilenas para especificar como se debe realizar cada

ensaye. La NCh 164 of 76 normaliza la extracción y preparación de muestras de

los áridos, y la NCh 165 of 77 normaliza el proceso de tamizado y la determinación

de granulometría. Las normas antes mencionadas están en directa relación con el

objetivo del laboratorio, por lo que los procesos realizados están regidos y

realizados bajo las especificaciones de dichas normas.

DESARROLLO TEÓRICO




Instrumentación

Tamices: utensilio de tejido de alambre y abertura

cuadrada, los marcos del tamiz son preferentemente

metálicos y suficientemente rígidos y firmes para fijar

y ajustar la tela de alambre a fin de evitar pérdidas de

material durante el tamizado. Se usan para realizar el

procedimiento de granulometría. Los tamaños

nominales de abertura existentes son los siguientes (en mm): {125, 100, 80, 63,

50, 40, 31.5, 25, 20, 16, 12.5, 10, 8, 6.3, 5, 2.5, 1.25,

0.630, 0.315, 0.160}

Bandeja o paila: es un recipiente que para el ensayo

de granulometría se utiliza para almacenar el árido

antes de ser tamizado y además para pesar el árido

en la balanza.

Termómetro: instrumento que mide temperaturas,

permite medir la temperatura del hormigón fresco al

tomar una muestra, además nos permite medir la

temperatura ambiental, ya que esta debe ser de 18°

a 20° al momento de realizar el ensaye.

Balanza: instrumento que mide masa, para el caso del

laboratorio mide la de los áridos, se pesa la paila en la

balanza, luego se tara, para después saber el peso

exacto de los áridos contenidos en la paila.

Termómetro para horno:

instrumento que mide temperatura,




en este caso se utiliza para medir la temperatura del horno o máquina de curado

del hormigón.

Cronómetro: instrumento que mide el tiempo, en el caso del laboratorio mide el

tiempo de los ensayos por ejemplo, para el caso del ensayo de compresión la

probeta cilíndrica debe durar al menos 1 minuto.

Cono de Abrams: instrumento utilizado para realizar el

ensaye de docilidad del hormigón, mide la trabajabilidad de

éste.

Vibrador de inmersión: Equipo

compuesto de motor y sonda, que

por vibración transmite impulsos de compresión los cuales

compactan el hormigón.

Equipo de absorción de áridos: instrumento utilizado para

determinar la absorción de agua y densidad neta de los

aridos.

Medidas volumétricas: recipientes

que miden la densidad aparente

(suelta y compactada).

Pala de borde recto: instrumento utilizado para realizar el

cuarteo de áridos.

Varilla o pisón: instrumento utilizado para apisonar

durante el ensaye de docilidad, el pisón se utiliza en conjunto con el cono de

Abrams.




Cuarteador: equipo que se utiliza en el proceso de cuarteo, el cual nos permite

obtener cuatro partes iguales de arido, las cuales se dividen en dos muestras

(polos opuestos conforman una muestra) llamadas muestras gemelas.

Poruña: instrumento de metal que se utiliza para

poner el árido en el tamiz desde la paila.

Prensa universal: maquina utilizada para ensayar diferentes materiales como

madera u hormigón, nos permite ensayar tanto a

compresión como tracción.

Equipo refrentado: Instrumento utilizado para refrentar

testigos y probetas cilíndricas de hormigón, utilizando

marmita (azufre y limo)

Moldes: En el cual se obtiene la muestra de hormigón, esta puede ser cilíndrica o prismática.




Testiguera: Instrumento que sirve para tomar

muestras de hormigón endurecido. Es eléctrica y

utiliza diferentes brocas para calzada y acera

Probeta de hormigón: Muestra que se obtiene de

hormigón endurecido.

Muestra de hormigón: Es la que se obtiene a

través de hormigón fresco.

Máquina de los ángeles (Ensaye degaste de los ángeles):

Utilizado para calcular la fricción de los áridos.

DESARROLLO TEÓRICO

Fundamento Teórico

Por definición y adecuado al contexto de tecnología del hormigón, áridos es

un conjunto de partículas de origen pétreo, duras, con formas y tamaños estables,




los que deben cumplir requisitos, como lo es tener una granulometría adecuada,

por ejemplo. Los áridos para efecto de este laboratorio, se clasificaron según:

Tipo de partículas: Rodados; Chancados.

Tamaño de partículas: Arena (≤ 5mm); Grava (5-25 mm).

Según normativa chilena regida bajo Nch 164 Of.76, se establecen los

procedimientos de extracción y muestreo representativos de áridos finos, gruesos

y totales para fines de ensayo, particularmente para este laboratorio, el ensaye de

determinación granulométrica.

Extracción de muestra: Se identifica y determina el tamaño de la muestra,

extrayendo porciones de áridos lo más representativo y homogéneo posible, con el

fin de reducirlas de tamaño por sistema de cuarteo (manual o mecánico). Se

envasa la muestra y se transporta al laboratorio.

<< Plan de muestreo: El laboratorio o la entidad encargada serán responsables de

elaborar el plan de muestreo para representar adecuadamente el material en

estudio de acuerdo con:

a) Los procedimientos establecidos en Nch 164.

b) Los conceptos estadísticos de control de calidad.

c) El uso de muestras gemelas para evaluar la precisión y exactitud de los

procedimientos empleados. >> (Fuente: Nch 164 – 11.5)

Procedimiento de cuarteo manual: El material para ser cuarteado debe estar

húmedo evitando perder polvo; se distribuye el material sobre una superficie

limpia, luego se mezcla el material varias veces. Se coloca el material en capas,

una sobre otra, dando forma de cono que se achata para posteriormente con una

pala de borde recto se divida el montón en cuatro partes iguales.




Por normativa chilena, la Nch 165 Of.77 establece el procedimiento para

efectuar el tamizado y determinación del ensaye granulométrico de los áridos.

Para mayor entendimiento, se definen algunos conceptos:

Granulometría: distribución porcentual en masa de los distintos tamaños

de partículas que constituyen un árido.

Porcentaje retenido parcial: porcentaje en masa correspondiente a la

fracción retenida en un determinado tamiz.

Porcentaje retenido acumulado: porcentaje en masa de todas las

partículas de mayor tamaño que la abertura de un determinado tamiz. Se

calcula como la suma del porcentaje parcial retenido en ese tamiz más

todos los porcentajes parciales retenidos en los tamices de mayor abertura.

Porcentaje que pasa: porcentaje en masa de todas las partículas de

menor tamaño que la abertura de un determinado tamiz. Se calcula como la

diferencia entre el 100% y el porcentaje acumulado retenido en ese tamiz.

(Fuente: Nch 165 – 3.Terminología)

Además, para efecto de tamizado, la Nch 165 determina una serie preferida

de tamaños de tamices, como sigue:

Serie Preferida,

mm

80 40 20 10 5 2,5 1,25 0,630 0,315 0,160

Serie Preferida,

ASTM

3’’ 1 ½’’ ¾’’ 3/8’’ Nº

4

Nº8 Nº16 Nº30 Nº50 Nº100

Cálculos granulométricos




Determinación tamaño máximo absoluto (Da): corresponde a la abertura del

menor tamiz de la serie que deja pasar el 100% de la masa del árido.

Determinación tamaño máximo nominal (Dn): Corresponde a la abertura del

tamiz inmediatamente menor al Da, cuando por dicho tamiz pasa el 90% o

más de la masa del árido. Cuando pasa menos del 90% el Dn se considera

igual al Da.

Para un cálculo granulométrico más ordenado, se tiene la siguiente tabla de

datos:

Ejemplo

Tamiz Peso retenido

(gr)

% Retenido % Retenido

acumulado

% Que pasa

1 ½’’

1’’

¾’’

½’’

Fondo

Posterior a la determinación de datos, se realiza una comprobación, la que

indica que la diferencia de la sumatoria de las masas retenidas más (+)

depósito y la masa inicial debe ser menor a un 0,5% para que se acepte la

granulometría.

Comprobación=(masa inicial−∑ peso retenido

masainicial ) x100=¿0,5%




DESARROLLO PRÁCTICO

Descripción de la experiencia

El laboratorio se dividió en tres fases: equipos e instrumentos, extracción de

muestra y granulometría.

Fase 1

En esta fase se dieron a conocer los equipos e instrumentos utilizados para

realizar diversos ensayes de hormigón en el laboratorio, se dio una breve

explicación de cada uno de ellos mencionando su uso en los ensayes.

Fase 2

Para la fase de extracción de muestra, se trajo la muestra de áridos al laboratorio

a la cual se le realizo una reducción mediante el proceso de cuarteo, es decir, se

arrojó la muestra al suelo limpio, luego se mezcló con pala de modo que quede lo

más homogénea posible, posteriormente se utilizó el cuarteador para obtener dos

muestras gemelas (una muestra equivale a los cuartos opuestos del cuarteador).

Fase 3

Se obtuvo la granulometría de los áridos (grava y arena) mediante el proceso de

tamizado, para ello se utilizaron los siguientes tamices: N°4, N°8, N°16, N°30,

N°50, N°100 para las arenas, y 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, ¼” para las gravas.

Se depositó la muestra a tamizar en una paila. Para tamizar la muestra, ésta se

transportó de la paila al tamiz con el uso de la poruña. Se tamizó por separado,

obteniendo los pesos retenidos parciales de cada tamiz. Para determinar la masa

se pesó la paila en la balanza, se taró y posteriormente se depositó en ella todo el

material que había pasado por cada tamiz, calculando así los pesos retenidos

parciales.




CÁLCULOS

Granulometría Áridos Finos / Masa inicial: 5557,3 (gr)

Tamiz Peso retenido

(gr)


acumulado

% Que pasa

3/8’’ 100

#4 482,8 8,68 8,68 91

#8 1076,7 19,37 28,05 72

#16 1080,1 19,43 47,48 52

#30 1005,9 18,10 65,58 34

#50 1354,4 24,37 89,95 10

#100 405,3 7,29 97,24 3

Fondo 96,5 1,73 98,97 1

Comprobación de granulometría:

( 5557,3−5501,75557,3 ) x100=1%<3%

Según cálculos obtenidos, el ensaye está bien realizado, pues al ser una

granulometría de áridos finos, el porcentaje aceptable que difiere de la masa inicial

es de un 1%, menor que el 3% admisible por norma.




Granulometría Áridos Gruesos / Masa inicial: (gr)

Tamiz Peso retenido

(gr)


acumulado

% Que pasa

2’’0 0 0 100

1 ½’’0 0 0 100

1’’64 0,99 0,99 99

¾’’2857 44,22 45,21 55

½’’2671 41,34 86,55 13

3/8’’651 10,08 96,63 3

¼’’192 2,97 99,60 0

Fondo6432

Comprobación de granulometría

(6461−6435)6461

×100=0,402%<0,5%

Según cálculos obtenidos, el ensaye está bien realizado, pues al ser una

granulometría de áridos finos, el porcentaje aceptable que difiere de la masa inicial

es de un 0,402%, menor que el 0,5% admisible por norma.




Gráficos granulométricos

fondo #100 #50 #30 #16 #8 #40

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Arena

Arena

1/4" 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1/2"0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Grava

Grava




CONCLUSIÓN

Posterior a los cálculos granulométricos, y de acuerdo a la comprobación,

se concluye que la granulometría está correcta de acuerdo a las especificaciones

que indica la norma chilena Nch 165 Of.77, por consiguiente, estos áridos (grava y

arena) son aptos para ser utilizados. Además, del gráfico cabe mencionar que es

una representación de los resultados obtenidos durante el laboratorio en donde se

analiza la estructura del suelo desde el punto de vista del tamaño de las

partículas, tras ello se deduce que ambas son curvas granulométrica abierta.

Finalmente, de acuerdo a los cálculos se identificaron el tamaño máximo absoluto

del árido (Da) y el tamaño máximo nominal del árido (Dn), expresados de la

siguiente manera:

Gravas Arenas

Da 1 ½’’ 3/8’’

Dn 1’’ #4

BIBLIOGRAFÍA

Normativa chile Nch164, Nch165.

Paper “Tecnología del Hormigón – Áridos y extracción de muestra”,

Profesor Jaime Triviño P, Universidad de Magallanes.


http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_del_suelo

http://es.wikipedia.org/wiki/Laboratorio




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