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Curso

:Tecnología de Materiales

Profesor

:Carlos Villegas Martínez

Alumno(

s) :

Ayala Contreras Luis David 20140069H

Ayala Andrade Gloria Mercedes 20134519E

Cuadros Pacheco Jean Pierre 20131117C

Respicio Mattos Luis Christopher 20131072J

Usúa Gonzales Luis Andrej 20132572F

Fecha de

Presentación22/04/2023

Facultad de Ingeniería Civil

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ÍNDICE:

INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………………………………………………… Pág4

RESUMEN……………………………………………………………………………………………………………………………….. Pág4

OBJETIVOS………………………………………………………………………………………………………………………………. Pág5

MARCO TEÓRICO…………………………………………………………………………………………………………………….. Pág5

PROCEDIMIENTO…………………………………………………………………………………………………………………….. Pág8

Proceso de Granulometría de la Arena………………………………………………………………………………… Pág8

Proceso de Granulometría de la Piedra……………………………………………………………………………… Pág10

CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………………………………Pág17

RECOMENDACIONES……………………………………………………………………………………………………………..Pág17

BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………………………………………………………Pág17

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INTRODUCCIÓN:

El análisis granulométrico se emplea de forma muy habitual. Es común para la identificación y caracterización de los materiales geológicos en la Ingeniería.

También se usa para determinar si esa granulometría es conveniente para producir concreto o usarlo como relleno en una construcción civil.

Se realizaran mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferente enumeración, dependiendo de la separación de los cuadros de la maya. Los granos que pasen o se queden en el tamiz tienen sus características ya determinadas. Para el ensayo o el análisis de granos gruesos será muy recomendado el método del Tamiz; pero cuando se trata de granos finos este no es muy preciso, porque se le es más difícil a la muestra pasar por una maya tan Fina; Debido a esto el Análisis granulométrico de Granos finos será bueno utilizar otro método.

Ante todo, los suelos y las rocas deben identificarse y clasificarse con una buena descripción de campo y/o laboratorio, mediante observaciones, pruebas o ensayos sencillos que permiten seleccionar los ensayos de laboratorio posterior, fijado el tipo, calidad y cantidad de la muestra. Para ello, normalmente existen varias normas y sistemas de clasificación internacionales a las que hay que referirse; la descripción y clasificación de los suelos en general se realiza con el siguiente orden de importancia: Tamaño, forma de las partículas y su composición.

El tamaño de las partículas de un suelo puede ser muy variado, desde micras hasta bloques de grandes dimensiones. La medida de dicho tamaño se conoce con el nombre de: Granulometría.

El análisis granulométrico es una distribución por tamaño de las partículas de suelo; la distribución de las partículas sólidas se realiza según normales específicas.

RESUMEN:

El presente informe es de gran importancia para el diseño del concreto debido a la relevante influencia que tienen los agregados tanto grueso como fino en la resistencia del mismo. El término agregados comprende las arenas, gravas naturales y la piedra triturada utilizada para preparar concretos. La limpieza, sanidad, resistencia, forma y tamaño de las partículas son importantes en cualquier tipo de agregado. En este informe nos enfocaremos en esta última, teniendo como propiedad la granulometría. La granulometría y el tamaño de los agregados son importantes

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debido a su efecto en la dosificación, trabajabilidad, economía, porosidad y contracción del concreto.

OBJETIVO:

Establecer los requisitos de gradación y calidad para los agregados (finos y gruesos).

Determinar el tamaño máximo del agregado grueso.

Calcular si los agregados (fino, grueso) se encuentran dentro de los límites para hacer un buen diseño de mezcla.

Determinar el módulo de finura del agregado fino.

Dibujar las curvas granulométricas de los agregados.

Conocer el procedimiento para la escogencia de un agregado grueso y fino en el diseño de mezcla.

Evaluar la calidad del agregado para ser usado en la fabricación del hormigón.

MARCO TEÓRICO:

Granulometría:

La granulometría de una base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor.

La denominación en unidades inglesas (tamices ASTM) se hacía según el tamaño de la abertura en pulgadas para los tamaños grandes y el número de aberturas por pulgada lineal para los tamaños grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal para tamices de menor pulgada.

La serie de tamices utilizados para agregado grueso son 3", 2", 1½", 1", ¾", ½", 3/8", # 4 y para agregado fino son # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100.

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La serie de tamices que se emplean para clasificar agrupados para concreto se ha establecido de manera que la abertura de cualquier tamiz sea aproximadamente la mitad de la abertura del tamiz inmediatamente superior, o sea, que cumplan con la relación 1 a 2.

Módulo de finura:Tamaño promedio de las partículas y debe encontrarse en el siguiente rango2,3 <MF <3,0

MF= (

∑ %Ret . Acum. {3; 1 1/2; 3/4 ;3 /8; n ° 4; n ° 8; n °16; n °30; n °50; n ° 100\} ¿) /100

Tamaño máximo :Es el que corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra.

Tamaño máximo nominal:Corresponde al menor tamiz de la serie utilizada que produce el primer retenido.

Ensayo de tamizado:

Para su realización se utiliza una serie de tamices con diferentes diámetros que son ensamblados en una columna. En la parte superior, donde se encuentra el tamiz de mayor diámetro, se agrega el material original (suelo o sedimento mezclado) y la columna de tamices se somete a vibración y movimientos rotatorios intensos en una máquina 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 colocó en la columna de tamices.

Resultados:

Los resultados de un análisis granulométrico también se pueden representar en forma gráfica y en tal caso se llaman curvas granulométricas.

Estas gráficas se representan por medio de dos ejes perpendiculares entre sí, horizontal y vertical, en donde las ordenadas representan el porcentaje que pasa y en el eje de las abscisas la abertura del tamiz cuya escala puede ser aritmética, logarítmica o en algunos casos mixtos.

Las curvas granulométricas permiten visualizar mejor la distribución de tamaños dentro de una masa de agregados y permite conocer además que tan grueso o fino es.

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Husos granulométricos:

Agregado fino

Agregado grueso

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PROCEDIMIENTO:

Proceso de Granulometría de la Arena:

Iniciamos este proceso con 24 horas de anticipación para secar los materiales; del mismo modo que la piedra, la arena fue llevada al horno en un recipiente metálico a la temperatura de 110°C para obtener el material seco.

Con el material ya seco comenzamos con la obtención de la muestra representativa; homogenizamos el material para luego realizar el cuarteo y extraer una muestra representativa de 500 gramos, la cual será utilizada para el proceso de los cálculos.

La muestra representativa del agregado fino se echa en los tamices para luego llevarlo a la maquina vibradora por tiempo de 1 minuto. Luego es extraído el material retenido en cada tamiz y pesado en una balanza de alta precisión (Balanza numero 1).

N° de Tamiz PESO RETENIDO4 49.18 79.1

16 117.9

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30 111.550 72.1

100 37.2Fondo 33.1

500Tabla n° 1

Con los pesos obtenidos elaboramos la tabla n° 1, donde debemos obtener como suma el peso inicial de 500 gramos. En este caso no obtuvimos error alguno; sin embargo la norma nos dice que podemos tener un error en el peso final de ±1 % del pero inicial.

La figura muestra la cantidad de material obtenido en cada tamiz, desde la más fina (fondo) hasta la más gruesa (tamiz n° 4).

Una vez obtenida la tabla n°1 procedemos a los cálculos del porcentaje retenido, porcentaje retenido acumulado y porcentaje que pasa. Con estos datos elaboramos una tabla más compleja (tabla n°2) que nos ayudara para el proceso de la gráfica y obtención del módulo de finura.

N° de Tamiz PESO RETENIDO % RETENIDO % ACUMULADO % PASA4 49.1 9.82% 9.82% 90.18%8 79.1 15.82% 25.64% 74.36%

16 117.9 23.58% 49.22% 50.78%30 111.5 22.30% 71.52% 28.48%50 72.1 14.42% 85.94% 14.06%

100 37.2 7.44% 93.38% 6.62%fondo 33.1 6.62% 100.00% 0.00%

500Tabla n°2

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Módulo de finura=n° 4+n°8+n° 16+n° 30+n° 50+n°100100

Ecuación del módulo de finura (MF)

El módulo de finura se halla con los porcentajes de retenidos acumulados, los que calculamos previamente en la tabla n°2. Donde al reemplazar estos valores obtenemos:

MF=9.82+25.64+49.22+71.52+85.94+85.94+100.00100

=3.3552

El resultado del módulo de finura para el agregado fino (Arena) según normas debe de estar en el rango de 2.3<MF<3. Lo que indica que nuestra arena es demasiado gruesa para su uso con en cemento.

0.05 0.50 5.00 50.000.00%

10.00%

20.00%

30.00%

40.00%

50.00%

60.00%

70.00%

80.00%

90.00%

100.00%

La grafica nos indica que nuestro agregado no es apropiado para el uso como arena gruesa.

La línea de azul indica los resultados de nuestra arena, mientras que la de color morado es el intervalo permitido para la arena gruesa.

PROCESO DE GRANULOMETRÍA DE LA PIEDRA

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Este proceso lo iniciamos un con un día de anticipación, en el cual la piedra (agregado grueso) es llevado al horno a 110 °C por 24 horas para obtener el material en peso seco.

Una vez realizado el primer paso de obtención del material seco comenzamos con la extracción de la muestra representativa; homogenizamos el material para luego realizar el cuarteo y extraer una muestra representativa de 6 000gramos, la cual será utilizada para el proceso de los cálculos.

La muestra representativa del agregado grueso se echa en los tamices para luego llevarlo a la maquina vibradora por tiempo de 1 minuto. Luego es extraído el material retenido en cada malla y pesado en una balanza de alta precisión (Balanza numero 5).

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Con los pesos obtenidos elaboramos la tabla n° 1, donde debemos obtener como suma el peso inicial de 6 000 gramos. En este caso no obtuvimos error alguno; sin embargo la norma nos dice que podemos tener un error en el peso final de ±1 % del peso inicial.

N° de pulgadas PESO RETENIDO1 1/2 0

1 1066.5 3/4 1919.5 1/2 2052.5 3/8 512 1/4 388

3/16 22fondo 39.5

6 000

Tabla n° 1

La figura muestra la cantidad de material obtenido en cada malla, desde la más fina (fondo) hasta la más gruesa (malla de 1 ½ ¨).

Una vez obtenida la tabla n°1 procedemos a los cálculos del porcentaje retenido, porcentaje retenido acumulado y porcentaje que pasa. Con estos datos elaboramos una tabla más compleja (tabla n°2) que nos ayudara para el proceso de la gráfica y obtención del módulo de finura.

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N° de pulgadas

PESO RETENIDO % RETENIDO % ACUMULADO % PASA

1 1/2 0 0.00% 0.00% 100.00%

1 1066.5 17.78% 17.78% 82.23%

3/4 1919.5 31.99% 49.77% 50.23%

1/2 2052.5 34.21% 83.98% 16.03%

3/8 512 8.53% 92.51% 7.49%

1/4 388 6.47% 98.98% 1.03%

3/16 22 0.37% 99.34% 0.66%

fondo 39.5 0.66% 100.00% 0.00%suma 6000

Módulo de finura=1

12¨+ 3

4¨+3

8¨+n° 4+n° 8+n° 16+n°30+n°50+n° 100

100

Ecuación del módulo de finura (MF)

El módulo de finura se halla con los porcentajes de retenidos acumulados, los que calculamos previamente en la tabla n°2. Donde al reemplazar estos valores obtenemos:

MF=49.77+92.51+99.34+100+100+100+100+100100

=7.416

El resultado del módulo de finura para el agregado grueso (piedra) >7, según norma el agregado es grueso.

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DATOS

N° de pulgadas

diámetro mm

PESO RETENIDO

% RETENIDO

% ACUMULADO % PASA

1 1/2 37.5 0 0.00% 0.00% 100.00%1 25 1066.5 17.78% 17.78% 82.23%

3/4 19 1919.5 31.99% 49.77% 50.23% 1/2 12.5 2052.5 34.21% 83.98% 16.03% 3/8 9.5 512 8.53% 92.51% 7.49% 1/4 4.75 388 6.47% 98.98% 1.03%

3/16 2.36 22 0.37% 99.34% 0.66%fondo 39.5 0.66% 100.00% 0.00%

suma 6000

CURVA GRANULOMETRICA DE LA PIEDRA SEGÚN ASTM 1

husos ASTM diámetro (mm) 14 100 100.00% 100.00%

3 1/2 90 90.00% 100.00%2 1/2 63 2.00% 60.00%1 1/2 37.5 0.00% 15.00%3/4 19 0.00% 5.00%

14

1 10 1000.00%

10.00%

20.00%

30.00%

40.00%

50.00%

60.00%

70.00%

80.00%

90.00%

100.00%

ASTM 1

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CURVA GRANULOMETRICA DE LA ARENA

N° de Tamiz diámetro mm PESO RETENIDO % RETENIDO % ACUMULADO % PASA4 4.76 49.1 9.82% 9.82% 90.18%8 2.36 79.1 15.82% 25.64% 74.36%

16 1.18 117.9 23.58% 49.22% 50.78%30 0.6 111.5 22.30% 71.52% 28.48%50 0.3 72.1 14.42% 85.94% 14.06%

100 0.15 37.2 7.44% 93.38% 6.62%fondo 33.1 6.62% 100.00% 0.00%

suma 500

0.05 0.50 5.00 50.000.00%

10.00%

20.00%

30.00%

40.00%

50.00%

60.00%

70.00%

80.00%

90.00%

100.00%

CONCLUCIONES:

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- La muestra de arena (arena gruesa) analizada granulométricamente nos dio que no se encuentra dentro de los husos, por lo que no es un buen material para la fabricación de concreto, ni para ser material de construcción. Esto debe por que la procedencia de esta arena no es confiable, o es porque tiene demasiados componentes de mayor tamaño, lo cual hace que no se encuentre dentro de husos correspondiente.

- La muestra de piedras analizada granulométricamente nos dio que las piedras pertenecen según los husos, al ASTM 467 o al ASTM 56, hay pequeñas partes en la cual la gráfica de nuestro datos se salen de los husos, por lo que decimos que no son buenos materiales para la molienda y fabricación de cemente, pero antes de descartarlos se tendría que hacer otros tipos de estudios para analizar su resistencia, características físicas, químicas y mecánicas.

RECOMENDACIONES:

- Las muestras deben de estar completamente seca para su respectiva granulometría, para esto se deben meten a un horno durante 24h.

- El tamizado de las piedras y de la arena se deben de realizarse por un lapso de 1 min. en sus respectivas maquinas tamizadoras.

- Las bandejas antes y después de la práctica han de estar limpias como también los tamices (limpiar con la brochas), esto para evitar algunos errores en las medidas de la masa, lo cual afectaría a la gráfica de la curva granulométrica.

BIBLIOGRAFÍA:

- Tecnología de materiales por Van Vlack, Lawrence H.

- Tecnología de materiales por Púertolas, José Antonio.

- Tecnología e ingeniería de materiales por Mayagoitia Barragán. José de Jesús .

- Teoría desarrollada en clase por el ingeniero Carlos Barzola Gastelú.

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