CUARTA PRCTICA DE LABORATORIOANALISIS GRANULOMETRICO

I. INTRODUCCIN

La calidad de los agregados tiene mucha importancia en el producto final de la calidad del concreto puesto que las caractersticas de los agregados afectan en la resistencia del concreto.

El realizar ensayos de laboratorio de este tipo, es fundamental para todo estudiante de Ingeniera Civil; puesto que en el desarrollo de su profesin tendr que desarrollar pruebas para determinar si un agregado cumple o no con los valores establecidos en el reglamento de construccin, con las especificaciones recomendadas.

El presente informe detalla procedimientos seguidos en el Anlisis Granulomtrico; as como tambin contiene clculos y conclusiones sobre los mismos

En tal sentido esta prctica de laboratorio tiene una importancia especial ya que constituye el punto de partida para las posteriores prcticas.

II. OBJETIVOS:

Establecer criterios sobre el anlisis granulomtrico para los agregados.

Determinar las caractersticas de nuestro agregado.

Determinacin del mdulo de fineza de los agregados.

Determinacin del tamao mximo del agregado.

Determinacin de la superficie especfica del material.

REFERENCIAS NORMATIVAS:

Las siguientes normas contienen disposiciones que al ser citadas en este texto constituyen requisitos de esta Norma tcnica Peruana. Las ediciones indicadas estaban en vigencia en el momento de esta publicacin. Como toda norma est sujeto a revisin, se recomienda a aquellos que realicen acuerdos en base a ellas, que analicen la conveniencia de usar las ediciones resientes de las normas citadas seguidamente. El Organismo Peruano de Normalizacin posee la informacin de las normas tcnicas peruanas en vigencia en todo momento.

1. Normas tcnicas Peruanas:

NTP 339.047: 1979HORMIGN (CONCRETO). Definiciones y terminologa relativas al hormign.

NTP 350.001: 1970 Tamices de ensayo

NTP 400.010: 2000 AGREGADOS. Extraccin y preparacin de las muestra.

NTP 400.011: 1976 AGREGADOS. Definiciones y clasificacin de agregados para uso en mortero y concreto.

NTP 400.018: 1977 AGREGADOS. Determinacin del material que pasa por el tamiz normalizado 75 um. (N 200).

NTP 400.037: 2000 AGREGADOS. Requisitos.

2. Normastcnicas de asociacin:

ASTM C 670: 1996Standard practice for preparing precision and bias statements for test methods for construction materials.

ASTM C 702: 1998Standard practice for reducing field samples of aggregate to testing size.

AASHTO T 27sieve analysis of fine and coarse aggregates.

3. Campo de aplicacin:

Esta norma tcnica se aplica para determinar la gradacin de materiales propuestos para su uso como agregados a los que estn siendo utilizados como tales. Los resultados sern utilizados para determinar el cumplimiento de la distribucin del tamao de partculas con los requisitos que exige las especificaciones tcnicas de la obra y proporcionar los datos necesarios para el control de la produccin de agregados. Los datos tambin pueden ser utilizados para correlacionar el esponjamiento y embalaje.

La determinacin exacta del material ms fino que la malla de 75 um. (N 200) no puede ser obtenida por esta norma tcnica peruana. Se utilizar la NTP 400.018.

III. MARCO TERICO

GRANULOMETRA.

Se define granulometra a la distribucin por tamaos de las partculas de agregado, separados por procedimientos mecnicos determinados.

GRANULOMETRA CONTINUA:

En general se considera que las granulometras continuas, es decir aquellas en las que el tamao de las partculas vara del ms fino al ms grueso siguiendo una ley uniforme, son las ms satisfactorias, no siendo deseable que en cada tamiz sean retenidos porcentajes iguales.

GRANULOMETRA DISCONTINUA:

La experiencia ha demostrado que es posible obtener concretos de calidad empleando agregados con granulometras discontinuas, es decir excluyentes de determinados tamaos de agregados, siendo la principal desventaja de stas la posibilidad de una mayor segregacin.

ANLISIS GRANULOMTRICO (NTP 400.012-ASTM C136-71):El anlisis granulomtrico, con el cual determinaremos tanto la granulometra del agregado as como otros datos como tamao mximo, mdulo de fineza, etc.; consiste en tamizar el material que se quiere analizar por una serie de tamices especificados para el tipo de agregado.El tamizado consiste en colocar el material en el tamiz para luego someterlo a una vibracin horizontal, de tal manera que una parte del agregado pase sin esfuerzo por la abertura del tamiz.La serie de tamices especificados para los agregados son:Agregado grueso son los siguientes: 3, 2 , 2, 1 , 1, , , 3/8 y # 4.Agregado fino son los siguientes: # 8, # 16, # 30, # 50, # 100, #200. Luego del tamizado se pesa el agregado retenido en cada malla utilizada, estos datos nos servirn posteriormente para realizar los clculos necesarios.

DISTRIBUCIN GRANULOMETRICA:Es importante que la cantidad de granos de menor tamao est bien balanceada en la composicin total del agregado. Los agregados con falta de esos tamaos tienen una mayor cantidad de espacios vacos entre sus partculas y puestos en el hormign requerirn ms cantidad de pasta. Adems, en dichos hormigones la piedra tiende a separarse del hormign con mayor facilidad. Para evitar estas situaciones, la Norma IRAM 1627 establece curvas granulomtricas entre las que debe quedar comprendido el agregado a usar en hormign.

CURVA GRANULOMTRICA:Para obtener la curva granulomtrica se precede de la siguiente manera:Tabulando los datos de los pesos retenidos en cada malla, se procede a hallar el porcentaje retenido en cada malla, teniendo en cuenta que el total es la suma de los pesos retenidos.Utilizando los porcentajes retenidos se hallan los porcentajes retenidos acumulados para cada malla.Con los porcentajes retenidos acumulados se hallar en porcentaje pasante, que es complemento del porcentaje retenidos acumulados de cada malla.La curva granulomtrica deseada ser un grfico que tenga como abscisas el % pasante y como ordenadas en la malla indicada.Para determinar la gradacin recomendable se remitir al Reglamento Nacional de Construcciones, Titulo VII, Para materiales y procedimientos de construccin, en el acpite de agregados.

TAMAO MXIMO:Se considera como tamao mximo de un agregado, al determinado por la malla inmediata superior a aquella que retiene (acumulado) 15% o ms de material.El tamao mximo que se puede usar generalmente depende del tamao y la forma de los miembros de concreto y de la cantidad y distribucin del acero de refuerzo. En general, el tamao mximo de agregados no debe exceder de: 1/5 de la menor separacin entre los lados del encofrado. 3/4 del espacio libre entre las varillas del refuerzo. 1/3 del espesor de las losas sin refuerzo situadas sobre el terreno.Puede desistirse de estos requisitos si la mezcla es lo suficientemente manejable para que el concreto pueda colocarse sin que asegure sus fines.

MDULO DE FINEZA:Se define como mdulo de fineza a la suma de porcentajes acumulados de los agregados retenidos en las mallas estndar (3,1 , , 3/8, # 4, # 8, # 16, # 30, # 50 y # 100), dividida por 100. Es un indicador del grosor predominante en el conjunto de agregados, cuanto mayor sea el mdulo de finura, ms grueso es el agregado. Es tambin un indicador del valor lubricante del agregado, estando en relacin inversa con este.

Los valores estndares para el mdulo de fineza para agregados es:Agregado fino de 2.3 a 3.1Agregado grueso de 7.3 a 8.9

GRANULOMETRA IDEAL:En la prctica no existe ningn mtodo que permita llegar a una granulometra ideal aplicable en todos los casos a todos los agregados. Sin embargo, se han desarrollado especificaciones de granulometra las cuales, en promedio, permitirn obtener concretos de propiedades satisfactorias a partir de materiales disponibles en una rea determinada.Una adecuada granulometra de los agregados determinar mezclas de una mxima densidad, con una adecuada trabajabilidad y caractersticas de acabado del concreto fresco y con obtencin de las propiedades deseadas en el concreto endurecido.Para la obtencin de una granulometra adecuada se han desarrollado especificaciones las cuales, en promedio, permitirn obtener concretos de propiedades satisfactorias a partir de materiales disponibles en un rea determinada.

IV. EQUIPOS

Balanza:Las balanzas utilizadas en el ensayo de agregado fino, grueso y global debern tener la siguiente exactitud y aproximacin:

*Para el agregado fino, con aproximacin de 0.1 g. y exacta a 0.1 g. 0.1% de la masa de la muestra, cualquiera que sea mayor dentro del rango de uso.

*Para agregado grueso o global, con aproximacin y exacta a 0.5 g. 0.1% de la masa de la muestra, cualquiera que sea mayor, dentro del rango del uso.

Tamices:Los tamices sern montados sobre armaduras construidas de tal manera que se prevea prdida de material durante el tamizado. Los tamices cumplirn con la NTP 350.001.

V. MUESTRA:

Tomar la muestra del agregado de acuerdo a la NTP 400.010. El tamao de la muestra de campo deber ser la cantidad indicada en la NTP 400.010 o cuatro veces la cantidad requerida en los apartados antes mencionadas, la que sea mayor.Mezclar completamente la muestra y reducirla a la cantidad necesaria para el ensayo utilizando los procedimientos descritos en la prctica normalizada ASTM C 7002. La muestra para el ensayo ser aproximadamente de la cantidad deseada cuando este seca y deber ser el resultado final de la reduccin. No se permitir la reduccin exacta predeterminada. Cuando el ensayo propuesto sea el de anlisis granulomtrico, incluyendo la determinacin del material ms fino que la malla N 100, la muestra podr ser reducida en el campo para evitar el envo de excesiva cantidad al laboratorio.

Agregado Fino:La cantidad de la muestra de ensayo, luego del secado, ser de500 g. mnimo.

Agregado grueso:La cantidad de muestra de ensayo de agregado grueso ser 3000gramos.

Agregado Global:La cantidad de muestra de ensayo del agregado global ser la misma que para la del agregado grueso.Muestras de agregado grueso y agregado global de mayor tamao: La cantidad de muestra requerida para agregados con tamaos mximos nominales a 50 mm. O mayores debe ser tal como para evitar la reduccin de la muestra y ensayarla como una unidad; excepto con cuarteador y agitador mecnico de tamices de capacidad suficiente. Cuando no se disponga de estos equipos, en lugar de combinar y mezclar incrementos de muestra para luego reducirla a una muestra de ensayo, como una opcin, se pueda realizar el tamizado de aproximadamente igual nmero de incrementos de tal modo que el total de la masa ensayada cumpla con los requisitos.En el caso que la determinacin de la cantidad de material ms fino que la malla N 200 sea realizado mediante el mtodo descrito en la NTP 400.018, se proceder como sigue:Para agregados con tamao mximo nominal de 12.5mm. (1/2) o menores, utilizar la muestra de ensayo que se utiliza en la NTP 400.018 y este mtodo. Primero ensayar la muestra de acuerdo a la NTP 400.018 completando la operacin con el secado final, luego tamizar la muestra en seco como se estipulan los apartados 8.2 hasta 8.7 de la presente NTP.Para agregados con tamao mximo nominal mayores a 12.5mm. Se puede utilizar una muestra de ensayo simple como se describe en el apartado anterior o se puede utilizar una muestra simple separada por el mtodo de ensayo que describe la NTP 400.018.

MUESTRA USADO EN LA PRCTICA DEL LABORATORIO:

*Arena: 500 g *Piedra: 3000 g

VI. PROCEDIMIENTOS

1. Tamizado del agregado grueso o piedra:

a) Se sec la muestra a una temperatura aproximada de 110 C, hasta peso constante, en un horno.

b) Luego se seleccion los tamices correspondientes de acuerdo al orden numrico de estas, con el propsito de que la malla superior este colocada en la parte y las otras mallas en forma decreciente, segn el tamao de aberturas.

c) Se procedi a realizar el tamizado, colocando toda la muestra en la malla superior, y con la ayuda de la mano se realiz movimientos permanentes con direcciones frecuentes cambiantes. Se imprimi movimientos de vaivn: adelante, atrs, izquierda, derecha, arriba, abajo, y circular.

d) En ningn se facilit la mano para el pasaje de una partcula a travs del tamiz.

e) Se dio por finalizado la operacin del tamizado cuando en el transcurso de un minuto no pas ms del 1% en peso del material retenido sobre el tamiz.

f) Se procedi a pesar las muestras de cada tamiz en la balanza.

g) El resultado del tamizado se expres indicando el porcentaje retenido por cada tamiz referido al total de la muestra. En el peso del retenido por cada tamiz, se incluy el material retenido de la limpieza del mismo. Los porcentajes se redonde a nmeros enteros, excepto en el correspondiente al tamiz nmero 200 que se da con una aproximacin del 0.1%.

2. Tamizado del agregado fino o arena.

a) Se sec la muestra a una temperatura aproximada de 110 C, hasta peso constante, en un horno.

b) Luego se seleccion los tamices correspondientes de acuerdo al orden numrico de estas, con el propsito de que la malla superior este colocada en la parte y las otras mallas en forma decreciente, segn el tamao de aberturas.

c) Se procedi a realizar el tamizado, colocando toda la muestra en la malla superior, y con la ayuda de la mano se realiz movimientos permanentes con direcciones frecuentes cambiantes. Se imprimi movimientos de vaivn: adelante, atrs, izquierda, derecha, arriba, abajo, y circular.

d) En ningn se facilit la mano para el pasaje de una partcula a travs del tamiz.

e) Se dio por finalizado la operacin del tamizado cuando en el transcurso de un minuto no pas ms del 1% en peso del material retenido sobre el tamiz.

f) Se procedi a pesar las muestras de cada tamiz en la balanza.

g) El resultado del tamizado se expres indicando el porcentaje retenido por cada tamiz referido al total de la muestra. En el peso del retenido por cada tamiz, se incluy el material retenido de la limpieza del mismo. Los porcentajes se redonde a nmeros enteros, excepto en el correspondiente al tamiz nmero 200 que se da con una aproximacin del 0.1%.

DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO: Piedra: 3000 gMALLA SERIEAMERICANAAVERTURACUADRADA (mm)PESORETENIDO (gr)

2"50,0000

1 1/2"38,100667

1"25,400512

3/4"19,050752

1/2"12,7001007

3/8"9,525685

44,7601229

FONDO132

Arena: 500 gMALLA SERIEAMERICANAAVERTURACUADRADA (mm)PESORETENIDO (gr)

3/8 "9,5250,00

1/4"-25,00

44,76014,00

82,380108,00

161,190132,00

300,590117,00

500,29799,00

1000,14962,00

2000,17415,00

FONDO

VII. CLCULOS Y RESULTADOS:El procedimiento de anlisis es como sigue:

El % retenido se obtiene dividiendo el peso retenido en cada malla entre el peso total multiplicado por 100. El % retenido acumulado se obtiene sumando paulatinamente los %s retenidos en cada malla. As: El primer valor ser el mismo % retenido en la primera malla, el segundo valor ser el % retenido en la 1era. Malla + el % retenido en el 2da. Malla, el 3er valor ser el % acumulado en la 2da. Malla + el % retenido en la 3era. Malla y as sucesivamente. El % pasante se obtiene restndole a 100 el porcentaje retenido acumulado.

Siguiendo el procedimiento anterior se obtiene los siguientes cuadros: ANLISIS GRANULOMTRICO POR TAMIZADO ASTM D-421 DEL AGREGADO GRUESO:

TamizMalla mmPeso Ret. (gr)% Ret.% Acumulado Retenido% Acumulado Pasante

3"76,2000,000%0%100%

2 1/2"63,5000,000%0%100%

2"50,8000,000%0%100%

1 1/2"38,10066713.34%13.34 %86.66 %

1"25,40051210.24 %23.58 %76.42 %

3/4"19,05075215.04 %38.62 %61.38 %

1/2"12,700100720.14 %58.76 %41.25 %

3/8"9,52568513.70 %72.46 %27.54 %

N44,760122924.58 %97.04 %2.96 %

fondo0,0001322.64 %99.68 %0.32 %

TOTAL4 984

ANLISIS GRANULOMTRICO POR TAMIZADO ASTM D-421 DEL AGREGADO FINOTamizMalla mmPeso Ret. (gr)% Ret.% Acumulado Retenido% Acumulado Pasa

3/8"9,5250,000.00%0.00%100%

1/4"6 1/310,002. 00%2.00%98.00%

N44,76014,002. 80%4.80%95.20%

N82,38088,0017. 60%22.40%77.60%

N161,19092,0018.40 %40.80%59.20%

N300,590117,0023.40 %64.20%35.80%

N500,29799,0019.80 %84.00%16.00%

N1000,14962,0012.40 %96.40%3.60 %

N2000,07415,003.00 %99.40%0.60%

FONDO0,0001,80 0.36 %99.76%0.24%

TOTAL498,80

MODULO DE FINEZA:

Serie de Mallas: 3", 1 1/2", 3/4", 3/8", N4, N8, N16, N30, N50, N100

Agregado fino:

Conclusin: Podemos concluir que la arena analizada excede el limite de fineza lo cual tiende a ser grueso.

Agregado grueso:

Conclusin: Podemos concluir que la piedra analizada tiende a ser grueso.

TAMAO MAXIMO:

Agregado fino: Malla No 4 (4,760 mm) Limo: 4%

Agregado grueso:Abertura del menor tamiz que retiene menos del 25%: 2CURVAS GRANULOMTRICAS:

Agregado fino:

Es recomendable que la granulometra se encuentre dentro de los siguientes lmites: NTP 400.037

MALLAPORCENTAJE QUE PASA

3/8100

N495-100

N880-100

N1650-85

N3025-60

N5010-30

N1002-10

El porcentaje indicado para las mallas N50 y N100 podr ser reducido a 5% y 0% respectivamente, si el agregado es empleado en concretos con aire incorporado que contenga ms de 225 kg. De cemento por metro cbico, o si se emplea un aditivo mineral para compensar la deficiencia en los porcentajes mencionados.

ANALISIS GRANULOMETRICO DEL AGREGADO FINO

Agregado grueso:El agregado grueso debera estar graduado dentro de los lmites especificados en la NTP:

N

A.S.T.M

TAMAO

NOMINAL% que pasa por los tamices normalizados

100mm90 mm75 mm63 mm50 mm37,5 mm25 mm19mm12,5mm9,5 mm4,75 mm2,36 mm1,18mm

43.532.521.513/8N4N8N16

131/2a11/210090a10025a600a150a5

221/2a11/210090a10035a700a150a5

32a110090a10035a700a150a5

3572aN410095a10035a7010a300a5

4

11/2a10090a10020a550a150a5

46711/2aN410095a10035a7010a300a5

51a10090a10020a550a100a5

561a3/810090a10040a8510a400a150a5

571aN410095a10025a600a100a5

6a3/810090a1020a550a150a5

67aN410090a10020a550a100a5

7aN410090a10040a700a150a5

93/8aN810085a10010a300a100a5

ANALISIS GRANULOMETRICO DEL AGREGADO GRUESO

VIII. CONCLUSIONES

En el agregado utilizado en el ensayo predomin la arena, lo cual queda confirmado con el valor obtenido del mdulo de fineza del agregado Fino de 3.146, que nos indica que nuestro material tiende a ser grueso, lo que implicara mayor pasta.

Como el Modulo de Fineza es bajo se tendr mayor valor lubricante.

Este material de acuerdo a su mdulo de fineza puede ser usado especialmente en el concreto para Techos, etc.

Durante el tamizado se pierde pequeas partculas, la cual la observamos como polvo.

IX. BIBLIOGRAFIA:

NORMAS ITINTEC NORMA ITINTEC 400.012 Anlisis Granulomtrico NORMA ITINTEC 400.017 Mtodo de ensayo para determinar el peso unitario del agregado NORMA ITINTEC 400.021 Mtodo de ensayo para la determinacin del peso especfico y absorcin del agregado grueso NORMA ITINTEC 400019 Determinacin a la resistencia al desgaste de la mquina de los ngeles MANUAL DE LABORATORIO Ing. Leovigildo ngeles Sotil

Pginas de Internet:

http://www.asocem.org.pe/bva/it/notas_tecnicas/agregados/caracteristicas%20fisicas%20de%20los%20agregados.pdf www.rincondelvago.com. www.google.com. www.wikipedia.com.