Informe de Análisis Granulométrico

Universidad Nacional de IngenieríaDepartamento de Construcción

1. OBJETIVO.

Clasificar mediante un proceso de sacudido las diversos tamaños de las partículas que conforman determinado suelo a analizar.

Realizar el análisis granulométrico del agregado fino con el fin de hacer un diseño de mezcla.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO.

a) Ensayo Granulométrico.El ensayo de granulometría consiste en tomar una muestra de agregado, de masa conocida, que es separada a través de una serie de tamices que van progresivamente de una abertura mayor a una menor, para determinar la distribución del tamaño de las partículas. Este ensayo se realiza según la norma NTP 400.012.

b) Curva de Distribución Granulométrica.Los resultados de análisis granulométrico (análisis por cribado e hidrométrico) se presentan generalmente en gráficas semilogarítmicas como curvas de distribución granulométrica (o de tamaño de grano). (Fundamentos de la Ingeniería Geotécnica. Braja M. Das 2001).

c) Tamaño Máximo.Corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra de agregado.

d) Tamaño Máximo Nominal.Corresponde al menor tamiz en el cual se produce el primer retenido.

e) Módulo de Fineza.Es un criterio para intuir una fineza promedio del material donde una granulometría con igual modulo de fineza producen mezclas similares tanto en resistencia, trabajabilidad y solicitaciones de agua. Está representado respecto a los pesos retenidos acumulados en los tamices normados por la NTP o ASTM, de la siguiente manera:

3. EQUIPOS Y MATERIALES. Juego de tamices o mallas. Balanza de precisión.


Muestra representativa del suelo.

4. PROCEDIMIENTO.

a) El análisis por tamizado consiste en sacudir la muestra de suelo a través de un conjunto de mallas que tienen aberturas progresivamente más pequeñas.

b) Primero el suelo se seca en el horno y luego todos los grumos se disgregan en partículas pequeñas antes de ser pasados por las mallas.

c) Después de que el periodo de vibración concluye, se determina la masa del suelo retenido en cada malla.


d) Los resultados del análisis por cribado se expresan generalmente como porcentaje del peso total de suelo que ha pasado por diferentes mallas.

5. CÁLCULOS.

Con los datos obtenidos en el laboratorio procedemos a calcular los siguientes datos, llenando las tablas que se muestran a continuación:

Primero desarrollaremos el análisis correspondiente a la granulometría del agregado grueso, posteriormente la granulometría del agregado fino.

Para el agregado grueso:

Tamiz Peso Retenido (gr)

% Parcial Retenido

% Acumulado

Retenido Pasado1½'' 0 0.00 0.00 100.001'' 241 4.91 4.91 95.09¾'' 2844.5 31.25 36.16 63.84½'' 1765 39.33 75.50 24.50⅜'' 117.5 17.07 92.57 7.43¼'' 15 6.63 99.20 0.80

Nº 4 0.43 99.62 0.38Platillo 11 0.38 100.00 0.00

5000 100.00

Con los datos hallados en la tabla anterior procedemos a realizar la gráfica de la curva granulométrica, apoyándonos en el uso del programa Microsoft Excel.

Curva granulométrica para el agregado grueso.


Ahora procedemos a determinar los respectivos valores del tamaño máximo, tamaño máximo nominal y módulo de fineza, según la teoría expuesta en el marco teórico:

Tamaño máximo: Como vemos en la teoría, corresponde a la malla donde pasa todo el agregado,

entonces, del cuadro de análisis observamos que estará representado por la malla: 1½''.Tamaño máximo:

Como vemos en la teoría, corresponde a la malla donde se aprecia el primer retenido, entonces, del cuadro de análisis observamos que estará representado por la malla: 1''.

Módulo de Fineza:

Ahora procedemos a realizar los respectivos cálculos para el agregado fino:

Tamiz Peso Retenido (gr)

% Parcial Retenido

% AcumuladoRetenido Pasado

¼'' 0 0.00 0.00 100.00Nº 4 24 3.32 3.32 96.68Nº 8 85.5 14.10 17.42 82.58

Nº 16 97 19.23 36.66 63.34Nº 30 89 18.43 55.09 44.91Nº 50 79.5 17.42 72.51 27.49

Nº 100 63 17.12 89.63 10.37


Platillo 62 10.37 100.00 0.00500 100.00

Curva granulométrica para el agregado grueso.

Ahora procedemos a determinar los respectivos valores del tamaño máximo, tamaño máximo nominal y módulo de fineza, según la teoría expuesta en el marco teórico:

Tamaño máximo: Como vemos en la teoría, corresponde a la malla donde pasa todo el agregado,

entonces, del cuadro de análisis observamos que estará representado por la malla: ¼''.

Tamaño máximo:Como vemos en la teoría, corresponde a la malla donde se aprecia el primer

retenido, entonces, del cuadro de análisis observamos que estará representado por la malla: Nº 4.

Módulo de Fineza:


1) FUNDAMENTO TEORICO:

El peso Específico, se basa según la norma NTP 400.021 donde define al peso especifico como la relación, entre la masa de un volumen unitario del material a la masa del mismo volumen de agua destilada libre de gas.

Peso Específico Aparente, Es la relación del peso específico solo que la masa del material y de agua se pesan en el aire.

Peso Específico de Masa, Es la relación del peso específico, donde el material a pesar es permeable.(Incluyendo los poros permeables e impermeables, naturales de material). Peso Específico de Masa Saturada Superficialmente Seco: Lo mismo que peso específico de masas, excepto que la masa incluye el agua de los poros permeables.La absorción es la cantidad de agua absorbida por el agregado después de ser sumergido 24 horas en este, y se expresa como porcentaje del peso.

a) Peso específico fino del agregado fino.

Saturamos el agregado fino por 24 horas, luego procedemos a escurrir el agua del material, depositamos el agregado fino en un plástico y esperamos a que el material se seque hasta llegar al estado saturado superficialmente seco.

La muestra tomada de agregado fino a ensayar es de 500 gr, se pesa una fiola a utilizar y en ella se introduce la muestra superficialmente seca agitamos la fiola con el objetivo de eliminar el aire atrapado, dejamos reposar (foto. Nº8), y pesamos.

Luego se lleva al horno 24 horas y luego se pesa. El secado puede realizar a temperatura ambiente o por medio de una cocina

eléctrica procurando de no quemar el material. Para comprobar si el material se encuentra ya en su estado superficialmente seco

se coge un pequeño cono, y en este depositamos el material en 3 capas cada una de 25 golpes, al momento de sacar el cono se debe producir el desmoronamiento del material, si no es así dejamos secar por más tiempo.

Si el material se desmorona totalmente eso significa que se seco demasiado.


Tenemos el siguiente cuadro:

A Peso de la arena saturada superficialmente seca + peso del frasco + peso del agua

976.5

B Peso de la arena saturada superficialmente seca + Peso del frasco 663.5C Peso del agua = B - A 313D Peso de la arena secada al horno 495E Volumen del frasco 500

A partir del cuadro presentado, procedemos a realizar los cálculos respectivos:

b) Peso específico fino del agregado grueso.

El material a ensayar fue extraído de la cantera gloria Se utiliza 500 gr de agregado.

El material que se ha remojado 24 horas, sacamos la muestra del agua (foto.Nº10) y se procede a secar utilizando una franela, obteniendo así la muestra saturada superficialmente seca y la pesamos.

Luego procedemos a pesar la muestra sumergida en agua con ayuda de la balanza hidrostática (foto. Nº11).

Peso sumergido con agua mas canastilla= 3168.5 Peso canastilla 1890


Tenemos el siguiente cuadro:

A Peso de la muestra saturada superficialmente seca (en aire) 2000B Peso de la muestra saturada (en agua) 1278.5C Volumen desplazado = A -B 721.5D Peso seco (en aire) 1988E Volumen de la masa = D - B 709.5

A partir del cuadro presentado, procedemos a realizar los cálculos respectivos:


1) Peso unitario agregado grueso.

Este método de ensayo consiste en hallar el peso unitario suelto o compactado del agregado mediante una relación de masa (suelta o compactada) entre el volumen del recipiente que contiene el material.

1.1) Suelto. Para el peso unitario suelto, del agregado grueso se utilizo un recipiente de capacidad de ½ pie cubico, se deja caer el material en una sola capa desde una altura de 5cm aproximadamente y luego enrasar con una varilla.

Peso del recipiente(kg) 11.8Peso del recipiente mas agregado suelto(kg) 31.05Peso del agregado suelto(kg) 19.25Volumen del recipiente(m3) 0.014158Peso unitario agregado grueso suelto(kg/m3) 1359.65

1.2) Compactado. Para el peso unitario compactado se procede a llenar, el recipiente, en 3 capas compactada cada una a 25 golpes, los golpes se realizan de forma circular, lo sobrante se enrasa con ayuda de la varilla de 5/8”.

Peso del recipiente(kg) 11.8Peso del recipiente mas agregado suelto(kg) 33.3Peso del agregado suelto(kg) 21.5Volumen del recipiente(m3) 0.014158Peso unitario agregado grueso suelto(kg/m3) 1518.58

2) Peso unitario agregado fino.


2.1) Suelto. Para el peso unitario suelto se procede a llenar, un recipiente de capacidad de 1/10 de pie cubico en una sola capa, enrasando con la varilla.

Peso del recipiente(kg) 2.765Peso del recipiente mas agregado suelto(kg) 7.739Peso del agregado suelto(kg) 4.974volumen del recipiente(m3) 0.0028317Peso unitario agregado fino suelto(kg/m3) 1756.54

2.1) Compactado. Para el peso unitario compactado se procede a llenar, el recipiente de capacidad de 1/10 pie cubico, en 3 capas compactada cada una a 25 golpes, los golpes se realizan de forma circular, lo sobrante se enrasa con ayuda de la varilla de 5/8”.

Peso del recipiente(kg) 2.765Peso del recipiente mas agregado compactado(kg) 8.38Peso del agregado compactado(kg) 5.615Volumen del recipiente(m3) 0.0028317Peso unitario agregado fino compactado(kg/m3) 1982.91

CONCLUSIONES.


El ensayo permite reconocerlos diferentes tamaños de los agregados encontrados en la muestra del suelo o material a ensayar, con lo cual podremos determinar si la muestra está bien graduada o no.

Además es posible conocer las condiciones del suelo y cómo responder ante los inconvenientes suscitados en una obra que se realiza en dicha zona.

Este ensayo aporta información certera para determinar los diferentes tamaños del material, de este modo saber si es recomendable extraer dicho material para usarlo como agregado después de un proceso de zarandeo.

RECOMENDACIONES.

Se recomienda seguir para este procedimiento las normas impuestas por la NTP o la ASTM, debido a que de ello dependerá un correcto análisis y posterior informe que aporte nociones acerca del material hallado en el suelo.

Documents

Informe de Análisis Granulométrico