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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE NICARAGUA.

FACULTAD DE CIENCIAS.

DEPARTAMENTO DE CONTRUCCION.

“LABORATORIO DE MATERIALES Y SUELOS”.

Informe de práctica de laboratorio de materiales de construcción.

Tema: Determinación del análisis granulométrico de los agregados áridos (arena y grava).

Realizado por:

Edwing Antonio Rodríguez Ruiz. 11047388

Grupo de Ingeniería Civil de III Año, Sección 6810.

Docente: Ing. Ernesto Cordero Andrade.

Instructora: Adriana García.

Managua, Nicaragua.

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INDICE

Introducción…………………………………………………………1

Objetivos……………………………………………………………..2

Generalidades…………………………………………………….....3

Materiales y Equipos………………………………………………5

Procedimiento y Desarrollo………………………………………6

Memoria de cálculos……………………………………………….7

Resultados…………………………………………………………..11

Conclusiones………………………………………………………..12

Bibliografía…………………………………………………………...13

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INTRODUCCION

En las obras de construcción se deben utilizar los mejores materiales posibles para obtener un buen funcionamiento de las propiedades de resistencias, adherencia, y durabilidad del material, por ende conocer las propiedades fisicomecánicas es de suma importancia. Con el presente trabajo de materiales de construcción y suelo, se pretende conocer la granulometría de los agregados áridos como la arena y la grava. Así como poder determinar los porcentajes que pasa sobre los tamices especificados, y obtener los módulos de finuras correspondientes para cada uno de ellos.

OBJETIVOS

Objetivo General:

Determinar la granulometría de los agregados áridos (arena y grava).

Objetivos Específicos

Analizar la granulometría de la arena en los tamices (3/8”hasta No 200).

Verificar que los porcentajes de arena que pasan, se encuentren en los rangos de especificaciones correspondientes.

Verificar que el modulo de finura se encuentre entre un intervalo de (2.3 - 3.1) g.

Analizar la granulometría de la grava en los tamices (11/2” - No8)

Verificar el tamaño máximo nominal de la muestra de grava.

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GENERALIDADES:

Este ensayo consistió en la determinación del análisis granulométrico de los áridos, distribución del tamaño de las partículas que contienen una muestra de agregado, determinar su masa con respecto al comportamiento distinto que cada uno experimenta al ser pasada sobre los distintos tamices de diferentes longitudes, cuyas partículas que contienen una muestra de agregado desempeñan un papel muy importante en las propiedades de los concretos.

Toma de la muestra: Lo más importante al tomar una muestra de agregado (árido), es que deben ser del tamaño apropiado y representativo de todo el lote o acopio. La muestra que se toma pare el ensayo debe de ser lo más representativa que se pueda del material que procede. Para esto se debe de tener una serie de precauciones, las que a continuación relacionamos para el caso en que los áridos (arena y grava) se encuentran almacenados en Stock (forma de pila).

1. Evitar tomar material de las partes que se encuentren igualmente

segregados (en algunos casos, la base de la pila).

2. Tomar la muestra de al menos tres partes diferentes de la pila: a- Cerca de la base de la pila. b- Aproximadamente en la mitad de la pila. c- De la parte superior de la pila.

Al tomar muestras de árido (arena y grava), las capas externas del material se deben remover (mezclar), con el resto, hasta lograr una muestra homogénea.

La cantidad de muestra a tomar depende del tipo de árido y de la cantidad de ensayes a realizar. Si la muestra se va a enviar a un laboratorio; las cantidades mínimas necesarias son:

Tipo de Árido Peso mínimo de las muestras (Kg)

Agregado fino (arena). 13

Agregado grueso con diámetro máximo de 20 mm.

25

Agregado grueso con diámetro máximo de 40 mm.

50

Macadam 120

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Cuarteo Manual.

Cuando el procedimiento a utilizar consista en un cuarteo en forma manual. Se procede como sigue:

- Coloca la muestra de campo sobre una superficie plana, limpia y dura, donde no puede haber perdida de material ni contaminación con materias extrañas.

- Homogeneíza el material traslapando toda la muestra y acomodándolo en una pila cónica, depositando cada paleada sobre la anterior.

- Por medio de la pala, ejerce presión sobre el vértice, aplanando con cuidado la pila hasta obtener un espesor y un diámetro uniformes. El diámetro obtenido deberá ser aproximadamente de cuatro a ocho veces el espesor del material.

- Seguidamente divide la pila aplanada en cuatro parte iguales con la pala.

- Eliminan dos de las partes diagonales opuestas, incluyendo todo el material fino. Utiliza la brocha o cepillo para incorporar el material fino a la muestra respectiva.

- Mezcla y homogeneíza el material restante y cuartéalo sucesivamente hasta reducir la muestra al tamaño requerido para las pruebas.

Selección del Método.

Agregado fino.

Las muestras de campo de agregado fino superficialmente secas se deben reducir en tamaño por el método A. Las muestras de campo se reducen por el método B deben encontrarse húmedas superficialmente de no ser así se deben humedecer y después deben ser remezcladas.

Agregado grueso.

Para las Gravas se recomienda utilizar cualquiera de los métodos A o B siendo él A el más efectivo.

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MATERIALES Y EQUIPOS:

- Arena. - Grava. - Tamices correspondientes a la graduación fina.

- Tamices correspondientes a la graduación gruesa.

- Horno que mantenga una temperatura constante de 110 ± 5° C. - Taras y cucharas.

Tamices Abertura libre de tamiz

Pulgadas Milímetros

3/8 0.3748 9.65

No. 4 0.1870 12.38

No. 8 0.0937 105.30

No. 16 0.0468 539.22

No. 30 0.0232 614.66

No. 50 0.0116 164.67

No. 100 0.0058 44.40

No. 200 0.00295 7.0

Tamices Abertura libre de tamiz

Pulgadas Milímetros

1.5 1 1/2 38.1

1 1 25.4

1/2 0.5000 12.7

3/8 0.3748 9.52

1/4 0.25 63.5

No. 4 0.1870 4.75

NO. 8 0.0937 2.38

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PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO:

Procedimientos para el análisis granulométrico de la arena:

- Encender pesa (Conectar el enchufe con el interruptor). - Tomar una tara, colocarla sobre la pesa y anotar su masa. - Tomar una muestra representativa de la arena a evaluar, colocarla

dentro de la tara que esta sobre la pesa y anotar su masa. - Colocar los tamices de mayor a menor diámetro (En orden

ascendente) y depositar el material (Arena). - Comenzar a cribar por medio de movimiento de vaivén por un cierto

periodo. esto para facilitar que las partículas del árido queden distribuidas en los diferentes tamices de acuerdo a su tamaño.

- Pesar lo retenido en cada tamiz. - Calcule los porcentajes retenidos parciales, porcentajes retenidos

acumulados y porcentajes que pasan.

Procedimientos para el análisis granulométrico de la grava:

- Encender pesa (Conectar el enchufe con el interruptor). - Tomar una tara, colocarla sobre la pesa y anotar su masa. - Tomar una muestra representativa de la grava a evaluar, colocarla

dentro de la tara que esta sobre la pesa y anotar su masa. - Colocar los tamices de mayor a menor diámetro (En orden

ascendente) y depositar el material (Grava). - Comenzar a cribar por medio de movimiento de vaivén por un cierto

periodo. esto para facilitar que las partículas del árido queden distribuidas en los diferentes tamices de acuerdo a su tamaño.

- Pesar lo retenido en cada tamiz. - Calcule los porcentajes retenidos parciales, porcentajes retenidos

acumulados y porcentajes que pasan.

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MEMORIA DE CÁLCULO.

Datos recogidos para el análisis granulométrico de la Arena.

Código de la Tara:𝑺 − 𝟓𝑴𝟏 y el Peso de la Tara(𝑾): 315.38 gr.

Tabla 1. Pesos secos de la muestra total de Arena.

Pesos Secos de la muestra con Tara

Pesos Secos de la muestra sin Tara

𝑾𝟏= 394.15 gr 𝑾1 = 78.77 gr

𝑾2 = 494.92 gr 𝑾2 = 179.54 gr

𝑾3 = 496.40 gr 𝑾3 = 181.02 gr

𝑾4 = 471.45 gr 𝑾4 = 156.07 gr

𝑾5 = 409.22 gr 𝑾5 = 93.84 gr

∑ = 689.24 gr

Tabla 2. Análisis Granulométrico de la Arena.

Tamiz PR en cada Tamiz

% RP PRA % QP Especif. % QP

3/8 ” 0 0 0 100 100

No 4 9.64 1.40 1.40 98.60 95-100

No 8 44.79 6.50 7.90 92.10 80-100

No 16 181.04 26.27 34.17 65.83 50-85

No 30 277.28 40.23 74.40 25.60 25-60

No 50 126.92 18.42 92.82 7.18 10-30

No 100 32.01 4.64 97.45 2.55 2-10

No 200 7.68 1.11 98.56 1.44 0-2

PasaNo200 9.88 1.43 100 0 0

∑ 689.24 100

El Código de la Tara para el Tamizado es 𝑭 − 𝟎𝟐𝟏 y su Peso es de 193.13 gr.

ECUACIONES: % 𝑹𝑷 = 𝑷𝑹𝒆𝒏𝒄𝒂𝒅𝒂𝑻𝒂𝒎𝒊𝒛

𝑷𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍𝒙𝟏𝟎𝟎

% 𝑹𝑷(𝑵𝒐𝟒) =𝟗. 𝟔𝟒

𝟔𝟖𝟗. 𝟐𝟒𝒙𝟏𝟎𝟎 = 𝟏. 𝟒𝟎

% 𝑹𝑷(𝑵𝒐𝟖) =𝟒𝟒. 𝟕𝟗

𝟔𝟖𝟗. 𝟐𝟒𝒙𝟏𝟎𝟎 = 𝟔. 𝟓𝟎

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% 𝑹𝑷(𝑵𝒐𝟐𝟎𝟎) =𝟕. 𝟔𝟖

𝟔𝟖𝟗. 𝟐𝟒𝒙𝟏𝟎𝟎 = 𝟏. 𝟏𝟏

𝑷𝑹𝑨 = % 𝑹𝑷 + 𝑨𝒏𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓

𝑷𝑹𝑨 (𝑵𝒐𝟒) = 𝟏. 𝟒𝟎 + 𝟎 = 𝟏. 𝟒𝟎

𝑷𝑹𝑨 (𝑵𝒐𝟖) = 𝟔. 𝟓𝟎 + 𝟏. 𝟒𝟎 = 𝟕. 𝟗𝟎

𝑷𝑹𝑨 (𝑵𝒐𝟐𝟎𝟎) = 𝟏. 𝟏𝟏 + 𝟗𝟕. 𝟒𝟓 = 𝟗𝟖. 𝟓𝟔

% 𝑸𝑷 = 𝟏𝟎𝟎 − 𝑷𝑹𝑨

% 𝑸𝑷 (𝑵𝒐𝟒) = 𝟏𝟎𝟎 − 𝟏. 𝟒𝟎 = 𝟗𝟖. 𝟔𝟎

% 𝑸𝑷 (𝑵𝒐𝟖) = 𝟏𝟎𝟎 − 𝟕. 𝟗𝟎 = 𝟗𝟐. 𝟏𝟎

% 𝑸𝑷(𝑵𝒐𝟐𝟎𝟎) = 𝟏𝟎𝟎 − 𝟗𝟖. 𝟓𝟔 = 𝟏. 𝟒𝟒

𝑴𝒐𝒅𝒖𝒍𝒐𝒅𝒆𝑭𝒊𝒏𝒖𝒓𝒂, 𝑴𝑭 =∑ %𝑹𝑨(𝑵𝒐𝟒 − 𝑵𝒐𝟏𝟎𝟎)

𝟏𝟎𝟎

𝑴𝑭 =𝟑𝟎𝟖. 𝟏𝟒

𝟏𝟎𝟎= 𝟑. 𝟎𝟖, 𝐪𝐮𝐞 𝐞𝐬𝐭𝐚 𝐝𝐞𝐧𝐭𝐫𝐨 𝐝𝐞𝐥 𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐯𝐚𝐥𝐨 𝐩𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞𝐚𝐝𝐨.

Ilustración 1. Comportamiento Granulométrico de Arena.

y = 0R² = #N/A

y = 17.442x - 29.328R² = 0.9181

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

% Q

Pas

a

Tamiz(No)

Tamiz vs. % Q Pasa

10

Datos recogidos para el análisis granulométrico de la Grava.

Código de la Tara:𝑺𝑴 − 𝟑𝟔 y el Peso de la Tara (𝑾): 459.18 gr.

Tabla 3. Pesos secos de la muestra total de Grava.

Pesos Secos de la muestra con Tara

Pesos Secos de la muestra sin Tara

𝑾 𝟏= 844.25 gr 𝑾1 = 385.07 gr

𝑾2 = 809.86 gr 𝑾2 = 350.68 gr

𝑾3 = 803.47 gr 𝑾3 = 344.29 gr

𝑾4 = 818.90 gr 𝑾4 = 359.72 gr

𝑾5 = 853.84 gr 𝑾5 = 394.66 gr

𝑾6 = 847.56 gr 𝑾6 = 388.38 gr

∑= 2222.80 gr

Tabla 4. Análisis Granulométrico de la Grava.

Tamiz PR en cada Tamiz

% RP PRA % QP

11/2 ” 0 0 0 100

1 ” 0 0 0 100

½ ” 32.58 1.46 1.46 98.54

3/8 ” 228.40 10.28 11.74 88.26

¼ ” 927.70 41.74 53.48 46.52

No 4 535.74 24.10 77.58 22.42

No 8 310.66 13.98 91.56 8.44

Pasa No8 187.72 8.44 100 0

∑ 2222.80 100

El Código de la Tara para el Tamizado es 𝑴 − 𝟐 y su Peso es de 19.40 gr.

% 𝑹𝑷 = 𝑷𝑹𝒆𝒏𝒄𝒂𝒅𝒂𝑻𝒂𝒎𝒊𝒛

𝑷𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍𝒙𝟏𝟎𝟎

% 𝑹𝑷(½”) =𝟑𝟐. 𝟓𝟖

𝟐𝟐𝟐𝟐. 𝟖𝟎𝒙𝟏𝟎𝟎 = 𝟏. 𝟒𝟔

% 𝑹𝑷(𝟑/𝟖 ”) =𝟐𝟐𝟖. 𝟒𝟎

𝟐𝟐𝟐𝟐. 𝟖𝟎𝒙𝟏𝟎𝟎 = 𝟏𝟎. 𝟐𝟖

% 𝑹𝑷(𝐏𝐚𝐬𝐚 𝐍𝐨𝟖 ”) =𝟏𝟖𝟕. 𝟕𝟐

𝟐𝟐𝟐𝟐. 𝟖𝟎𝒙𝟏𝟎𝟎 = 𝟖. 𝟒𝟒

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𝑷𝑹𝑨 = % 𝑹𝑷 + 𝑨𝒏𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓

𝑷𝑹𝑨 (½”) = 𝟏. 𝟒𝟔 + 𝟎 = 𝟏. 𝟒𝟔

𝑷𝑹𝑨 (𝟑/𝟖”) = 𝟏𝟎. 𝟐𝟖 + 𝟏. 𝟒𝟔 = 𝟏𝟏. 𝟕𝟒

𝑷𝑹𝑨 (𝑵𝒐𝟖) = 𝟏𝟑. 𝟗𝟖 + 𝟕𝟕. 𝟓𝟖 = 𝟗𝟏. 𝟓𝟓𝟓

% 𝑸𝑷 = 𝟏𝟎𝟎 − 𝑷𝑹𝑨

% 𝑸𝑷 (𝟑/𝟖 ”) = 𝟏𝟎𝟎 − 𝟏. 𝟒𝟔𝟔 = 𝟗𝟖. 𝟓𝟒𝟎

% 𝑸𝑷 (𝟏/𝟒 ”) = 𝟏𝟎𝟎 − 𝟓𝟑. 𝟒𝟕𝟕 = 𝟒𝟔. 𝟓𝟐𝟑

% 𝑸𝑷(𝑵𝒐𝟖) = 𝟏𝟎𝟎 − 𝟗𝟏. 𝟓𝟔 = 𝟖. 𝟒𝟒

En el Tamiz No 8 se observa que esta el T.M.N. igual a 91.555, correspondiente al inmediato superior.

Ilustración 2. Comportamiento Granulométrico de Grava.

y = 0R² = #N/A

y = -16.999x + 118.47R² = 0.9122

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10

% Q

Pas

a

Tamiz (No)

Tamiz vs. % Q Pasa

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Tabla 5. Requerimiento de graduación para agregado grueso.

Tamaño nominal

Valores más finos que las mallas de laboratorios, porcentaje que pasa

2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" No. 4 No. 8 No. 16

11/2" a No. 4

100 90 a 100

-- 35 a 70

-- 10 a 30

0 a 5

1" a No. 4

100 95 a 100

25 a 60

0 a 10

0 a 5

3/4" a No. 4

90 a 100

-- 20 a 55

0 a 10

0 a 5

1/2" a No. 4

100 90 a 100

40 a 70

0 a 15

0 a 5

3/8" a No. 4

100 85 a 100

10 a 30

0 a 10

0 a 5

El análisis Granulométrico de la tabla No 4 se verifica en las especificaciones de la Norma ASTM C 136, ya que todos los datos de la grava ensayada cumplen con las especificaciones según la tabla 5 al momento de comparar.

RESULTADOS

En esta práctica se realizo el análisis granulométrico de los agregados gruesos y finos en estado seco. En las tablas 1 y 3 se muestra el peso seco total de arena y grava respectivamente, para cada ensayo primero con la Tara y luego sin la Tara. Se muestran los códigos y pesos de las Taras tanto para determinar el peso total de la muestra como para el proceso de Tamizado. Se incluyen cálculos típicos los cuales sirven para completar los datos de las tablas 2 y 4 ej.: (%RP, %RA).

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CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos en esta práctica son muy satisfactorios, ya que se pudo determinar el PR en cada Tamiz, % RP.PRA, % QP y él % QP; se observa que el PRA está dentro de las especificaciones del %QP en ambos áridos. Se obtuvo un Modulo de Finura de 3.081 gr para la arena, que es considerada como arena gruesa y un Tamaño Máximo Nominal de 91.555 en el Tamiz No8 para la grava.

En la Ilustración 1 se muestra Tamiz vs. Porcentaje que Pasa, la grafica es creciente con la pendiente de 17.44 al interceptar en el eje X, lo que significa que a un mayor tamiz (ej. No 8), mayor es el porcentaje que pasa porque no se puede retener tanto, y a un menor tamiz (ej. No 200), menor es el porcentaje que pasa pero mayor es el porcentaje acumulado.

En la Ilustración 2 se observa que la pendiente es de 16.99 l interceptar con el eje X, se obtiene que a un mayor tamiz, mayor es el porcentaje que pasa por ej. El 3/8”, que pasa mayor cantidad que en el tamiz No 8.

BIBLIOGRAFIA

- American Society for Testing and Materials, Norma C 117 - 95, Volumen 04.02, 2003.

- American Society for Testing and Materials, Norma C 136-01, Volumen

04.02, 2003.

- http://es.wikipedia.org/wiki/Curva_granulom%C3%A9trica (abril 2007).

- Materiales y técnicas de construcción. Ing. Miguel Balladares. Editorial Pueblo y Educación.