Tabla de Granulometria

Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil

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LABORATORIO I - GRANULOMETRÍA

(Análisis de Tamices)

El análisis de tamices es utilizado para determinar la distribución de tamaños o gradación de cuatro agregados disponibles y conseguir la mejor combinación posible de acuerdo a las especificaciones del "American Society of Testing and Materials" (ASTM). Estos cuatro agregados son arena de playa, arena de río, gravilla y piedra. La gradación dé los agregados es un factor muy importante tanto para la mezcla de hormigón como para el hormigón asfáltico, ya que de este factor dependen la economía, manejabilidad y la resistencia de la mezcla.

El análisis o prueba de tamices se lleva a cabo cerniendo los agregados a través de una serie de tamices o cedazos enumerados. Estos tamices están en números ascendentes, esto es, #4, #8, #16, #30, #50, #100, #200 y bandeja para agregados finos y en orden de tamaño descendente 1- ½ ", 1", ¾ ", ½ ", 3/8", #4, #8 y bandeja, para agregado grueso. El número de los tamices nos indica las aperturas del tamiz por pulgada lineal. Cada tamiz tiene un diámetro igual a la mitad del diámetro del tamiz que le precede. Esta numeración varía debido al grueso del alambre utilizado para la malla. El uso de todos los tamices dependerá de la precisión que se requiera o de las especificaciones, ya que en ocasiones sólo utilizaremos algunos de ellos.

Se conoce como agregado fino a todo aquel que pasa a través del tamiz de 3/8" y el #4 y es retenido casi completamente en el tamiz #200. Agregado grueso es aquel que se retiene en el tamiz #4.

Se han establecido ciertas normas y límites tanto para el tamaño de los agregados como para su granulometría, de esta manera el ingeniero puede seguir un guía o patrón al seleccionar la combinación más adecuada de sus agregados (vea Tabla A-l).

El módulo de finura denota la finura relativa de la arena, se define como una centésima de la suma de los porcientos retenidos acumulados hasta el tamiz #100 en la prueba de tamices de la arena. Se utilizan seis tamices, el #4, #8, #16, #30, #50 y el #100. Mientras más pequeño sea el número del módulo de finura, más fina será la arena. Una arena que satisfaga las especificaciones del ASTM para hormigón debe tener valores entre 2.3 y 3.1.


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El cálculo de módulo de finura es como sigue:

Tamiz # Peso Retenido Porciento* Retenido

Retenido Acumulado

Porciento Pasando

4 A

IA

x 100 = J J 100 – J

8 B

IB

x 100 = K J + K = R 100 - R

16 C

IC

x 100 = L R + L =S 100 – S

30 D

ID

x 100 = M S + M = T 100 – T

50 E

IE

x 100 = N T + N = U 100 – U

100 F

IF

x 100 = O U + O = V 100 – V

200 G

IG

x 100 = P V + P = W 100 – W

Bandeja H

IH

x 100 = Q W + Q = X 100 – X

� = I Σ = 100

100100) # tamizel (hasta Acumulado Retenido %

finura de MóduloΣ=

100

VUTSRJ +++++=

* El porciento retenido en cualquier tamiz no debe sobrepasar de 45%.

Equipo

1. Serie de tamices con tapa y bandeja, para agregados finos: #4, #8, #16, #30, 50, #100, #200, bandeja.

2. Serie de tamices para agregado grueso: 1 – ½ ", 1", ¾ ", ½ ", 3/8", #4, #8, bandeja.

3. Bandejas


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4. Espátulas y cucharas

5. Cacerolas

6. Cepillos

7. Separador

8. Vibradores eléctricos

9. Palas

Procedimiento

1. Para agregado grueso (piedra y gravilla)

a) Seleccione el material de diferentes partes de la pila, esto es, del tope, del centro, de los lados y de la parte de abajo, recoja tres bandejas grandes (aproximadamente cuatro veces la cantidad que necesita) y mezcle bien, luego separe la mezcla en cuatro partes iguales, mezcle dos de las partes opuestas y descarte las otras dos como se muestra en la Figura 1. Luego de mezclar nuevamente repita el procedimiento anterior y utilice el sobrante (cabe en una bandeja grande) . Esta debe ser una muestra representativa del agregado.

Figura 1: Selección del agregado de manera que la muestra sea representativa de la pila

b) Pese su muestra, ésta debe ser alrededor de 25 lbs. de piedra y 10 lbs. de gravilla.

c) Asegúrese de que los tamices estén limpios antes de la prueba. Acomode los tamices en el vibrador en el siguiente orden, 1- ½", 1", ¾", ½", 3/8", #4, #8 y bandeja. Asegúrelos.

d) Coloque la cantidad de agregado pesado en la parte superior de los tamices previamente ordenados, tápelos. Solicite la autorización del instructor o del técnico del laboratorio para encender el vibrador por espacio de un minuto aproximadamente.

e) Pese el material retenido en cada tamiz y el que se quedó en la bandeja, anote esto en la hoja de datos. La suma de estas cantidades debe tener una diferencia no mayor de l%, si es mayor, el procedimiento se debe repetir. Guarde el material sobrante. Nota: Utilice la misma balanza para pesar los agregados antes y después de pasarlos por los tamices de manera que se disminuyan los errores de instrumentación.

f) Calcule el por ciento retenido, por ciento retenido acumulado y el por ciento pasando en cada tamiz como se demostró en la tabla anterior. Anote estos resultados en la hoja de datos.


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2. Para agregado fino (arena de playa y arena de río)

a) Recoja una bandeja grande llena (cuatro veces la cantidad que necesita para la prueba, del tope, centro, lados y parte de abajo de la pila), pásela por el separador de arenas dos veces (solicite instrucciones al instructor o técnico), esto dividirá la muestra en dos cada vez que la pase por el separador, descarte una mitad cada vez que la pase por el separador y utilice la última.

b) Pese su muestra, ésta debe ser alrededor de 300 gramos de arena de playa, y 500 gramos de arena de río.

c) Ordene los tamices en el orden siguiente: #4, #8, #16, #30, #50, #100, #200, bandeja.

d) Siga el mismo procedimiento que para agregado grueso en pasos (d), (e) y (f) además compute el modulo de finura para cada tipo de arena.

Resultados

1. Prepare un gráfico para la combinación de arena de playa y arena de río. Para esto es necesario que se incluya en la gráfica titulada % Pasando Combinación de Arenas los por cientos pasando para cada tamiz correspondientes a la arena de playa y arena de río en el eje vertical de la derecha y de la izquierda respectivamente. Luego trace una línea que una el por ciento pasando del tamiz #n de la arena de playa con el % pasando del tamiz #n de la arena de río y marque las especificaciones en la misma línea. Haga esto para cada tamiz. Determine de este gráfico el % de cada arena que satisface las especificaciones de granulometría. Esto se hace buscando en el gráfico donde una línea vertical pasa entre los límites de las especificaciones. El % de arena de río se lee en el eje x. Complete la tabla de la combinación de las arenas interpolando en la gráfica correspondiente y completando los demás valores en la tabla.

2. Dibuje la curva de granulometría de cada arena, la curva de granulometría especificada y la curva de la combinación de arenas. Use diferentes colores para cada una.

3. Calcule el Módulo de Finura para cada una de las arenas incluyendo la de la combinación de arenas.

4. Determine el número de tamaño de la granulometría de los agregados gruesos y compare las especificaciones con los resultados. Para esto utilice la tablas de la ASTM titulada “Grading Requirements for Coarse Aggregates” marcando el por ciento pasando de cada tamiz en la tabla. Luego la fila que más marcas tenga horizontalmente va a ser el número de la gradación.

5. Discuta todos los resultados de acuerdo a las especificaciones.


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LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL

RECINTO UNIVERSITARIO DE MAYAGUEZ

ANALISIS GRANULOMETRICO

HOJA DE DATOS

Nombre____________________ Fecha__________ Grupo__________ Sección__________

Agregado Grueso

Peso Inicial _____________ Descripción: __ Piedra___

Gradación # .

Tamiz

No.

Peso

Retenido

% Retenido % Retenido

Acumulado

% Pasando Especificación

2”

1 ½”

1“

¾”

½”

3/8”

4

8

Bandeja

Peso

Total

% Error


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ANALISIS GRANULOMETRICO

HOJA DE DATOS


Agregado Grueso

Peso Inicial _____________ Descripción: Gravilla

Gradación # .

Tamiz

No.

Peso

Retenido


Acumulado


2”

1 ½”

1”

¾”

½”

3/8”

4

8

Bandeja

Peso

Total

% Error


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ANALISIS GRANULOMETRICO HOJA DE DATOS


Agregado Fino

Peso Inicial _____________ Descripción: Arena de Playa

Tamiz

No.

Peso

Retenido


Acumulado


2”

1 ½”

1”

¾”

½”

3/8”

4

8

Bandeja

Peso

Total

% Error

M. F. = .


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ANALISIS GRANULOMETRICO HOJA DE DATOS


Agregado Fino

Peso Inicial _____________ Descripción: Arena de Río

Tamiz

No.

Peso

Retenido


Acumulado


2”

1 ½”

1”

¾”

½”

3/8”

4

8

Bandeja

Peso

Total

% Error

M. F. = .


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% PASANDO COMBINACION DE ARENA

% Arena de Río

TABLA DE COMBINACION DE ARENAS

Tamiz No. Peso Rendido % Retenido Acumulado

Porciento Pasando

Especificación

3/8” 100

4 95-100

8 80-100

16 50-85

30 25-60

50 10-30

100 2-10

200 -

Bandeja -

% Arena de Río = % Arena de Playa = M.F. =

100

100

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100%

0

Arena

De

Playa

Arena

De

Río


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ANALISIS DE TAMICES

Nombre_____________________ Fecha________________

Grupo _____________________ Sección______________

CURVAS DE GRANULOMETRIA

200 100 50 30 16 8 4 3/8” ½” 3/4” 1”

LEYENDA

______ Piedra

______ Grava

______ Arena de Río

______ Arena de Playa

______ Combinación de

Arenas

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

PORC

I ENTO

PASANDO

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

TAMAÑO TAMIZ


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TABLE 2 Grading Requirements for Coarse Aggregates

Size Number Nominal Size Amounts Finer than Each Laboratory Sieve (Square-Openings), Weight Percent

(Sieves with

Square Openings)

6. Grading

6.1 Sieve Analysis - Fine aggregate, except as provided in 6.2, 6.3, and 6.4, shall be graded within the following limits:

Sieve (specification E 11) Percent Passing

3/8 – in. (9.5-mm) 100

No. 4 (4.75-mm) 95 to 100

No. 8 (12.36-mm) 80 to 100

No. 16 (1.18-mm) 50 to 85

No. 30 (600-�m) 25 to 60

No. 50 (300-�m) 10 to 30

No.100 (150-�m) 2 to 10


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6.2 The minimum percent shown above for material passing the No.50 (30O-�m) and No. 100 (150-�m) sieves may be reduced to 5 and 0, respectively, if the aggregate is to be used in air-entrained concrete containing more than 400 lb of cement per cubic yard (237 kg/m3) or in nonair-entrained concrete containing more than 500 lb of cement per cubic yard (297 kg/m3) or if an approved mineral admixture is used to supply the deficiency in percent passing these sieves. Air-entrained concrete is here considered to be concrete containing air-entraining cement or an air-entraining agent and having an air content of more than 3 %.

6.3 The fine aggregate shall have not more than 45 % , passing any sieve and retained on the next consecutive sieve of those shown in 6.1, and its fineness modulus shall be not less than 2.3 nor more than 3.1.

6.4 Fine aggregate failing to meet the sieve analysis and fineness modulus requirements of 6.1, 6.2, or 6.3, may be accepted provided that concrete made with similar fine aggregate from the same source has an acceptable performance record in similar concrete construction; or, in the absence of a demonstrable service record, provided that it is demonstrated that concrete, of the class specified, made with the fine aggregate under consideration, will have relevant properties at least equal to those of concrete made with the same ingredients, with the exception that a reference fine aggregate be used which is selected from a source having an acceptable performance record in similar concrete construction.

NOTE 3-Fine aggregate that conforms to the grading requirements of a specification, prepared by another organization such as a state transportation agency, which is in general use in the area, should be considered as having a satisfactory service record with regard to those concrete properties affected by grading.

NOTE 4 - Relevant properties are those properties of the concrete which are important to the particular application being considered. STP 169B6 provides a discussion of important concrete properties.

6.5 For continuing shipments of fine aggregate from a given source, the fineness modulus shall not vary more than 0.20 from the base fineness modulus. The base fineness modulus shall be that value that is typical of the source. If necessary, the base fineness modulus may be changed when approved by the purchaser.

NOTE 5 - The base fineness modulus should be determined from previous tests, or if no previous tests exist, from the average of the fineness modulus values for the first ten samples (or all preceding samples if less than ten) on the order. The proportioning of a concrete mixture may be dependent on the base fineness modulus of the fine aggregate to be used. Therefore, when it appears that the base fineness modulus is considerably different from the value used in the concrete mixture, a suitable adjustment in he mixture may be necessary.

Documents

Tabla de Granulometria