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analisis granulometrico de los agregados 28 de
enero de 2014
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
INTRODUCCIÓN
Tenemos por entendido que la granulometría es la separación de partículas de agregados por un proceso determinado que nos permite obtener muestras en proporciones de tamaño según lo que exigen la norma técnica peruana. La granulometría y el tamaño máximo de los agregados son importantes debido a su efecto en la dosificación, trabajo, economía, porosidad y contracción del concreto.
El término agregados se entiende por las arenas, gravas naturales y la piedra triturada y constituyen el 75% del volumen total de los concretos preparados, por lo tanto es un componente fundamental en su preparación.
En el presente informe mostraremos las pautas que se realizaron en el laboratorio de materiales, que nos permitieron conocer los objetivos, procesos y herramientas que se utilizan en la determinación de la granulometría.
Antes de empezar a utilizar la muestra del agregado tenemos que secarlos al 100% dejándola por 24 horas en la estufa, luego retiramos la muestra y seguimos al siguiente proceso, los cuales explicaremos al detalle en el desarrollo del informe.
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OBJETIVOS
Objetivo general
Determinar el porcentaje retenido en los diferentes tamices por los que se somete el agregado, ya sea fino o grueso y con estos datos construir su curva granulométrica.
Determinar mediante el análisis de tamizado la gradación que existe en una muestra agregados.
Objetivo especifico
Obtener el módulo de fineza del agregado fino, para saber si está en el rango permitido por las normas establecidas.
Interpretar correctamente los resultados obtenidos del ensayo
Determinar el tamaño de las partículas o granos que constituyen nuestros agregados, tanto fino como grueso.
Calcular si los agregados ( fino , grueso) se encuentran dentro los limites para realizar un buen diseño de mescla
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FUNDAMENTO TEORICO
Agregados
Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados.
Es un material inerte que se presta a ser ligado por una matriz para conformar una masa aglomerada.
Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto.
Los agregados generalmente se dividen en dos grupos:
Los agregados finos
Se define como agregado fino al proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas, que pasa el tamiz 9.51 mm. (3/8”) y queda retenido en el tamiz 74 um (Nº200) que cumple con los límites establecidos en la NTP 400.037.
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El agregado fino deberá cumplir con los siguientes requerimientos:
El agregado fino puede consistir de arena natural o manufacturada, o una combinación de ambas. Sus partículas serán limpias, de perfil preferentemente angular, duro, compacto y resistente.
El agregado fino deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, esquistos, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales, u otras sustancias dañinas.
El agregado fino deberá estar graduado dentro de los límites indicados en la NTP 400.037. Es recomendable tener en cuenta lo siguiente:
La granulometría seleccionada deberá ser preferentemente continua, con valores retenidos en las mallas Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50 y Nº100 de la serie de Tyler.
El agregado no deberá retener más del 45% en dos tamices consecutivos cualesquiera.
En general, es recomendable que la granulometría se encuentre dentro de los siguientes límites: NTP 400.037
MALLA PORCENTAJE QUE PASA
3/8” 100
Nº4 95-100
Nº8 80-100
Nº16 50-85
Nº30 25-60
Nº50 10-30
Nº100 2-10
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Los agregados gruesos
Se define como agregado grueso al material retenido en el tamiz 4.75 mm. (N º 4) y cumple los límites establecidos en la NTP 400.037.
El agregado grueso podrá consistir de grava natural, piedra triturada o partida, El agregado grueso empleado en la preparación de concreto livianos podrá ser natural o artificial.
El agregado grueso deberá cumplir con los siguientes requerimientos:
Deberá estar conformado por partículas limpias, de perfil preferentemente angular, duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa.
Las partículas deberán ser químicamente estables y deberán estar libres de escamas, tierra, polvo, limo, humus, incrustaciones superficiales, materia orgánica, sales u otras sustancias dañinas.
Es recomendable tener en consideración lo siguiente: Según NTP400.037
La granulometría seleccionada deberá ser de preferencia continua.
La granulometría seleccionada deberá permitir obtener la máxima densidad del concreto, con una adecuada forma de trabajo y consistencia en función de las condiciones de colocación de la mezcla.
La granulometría seleccionada no deberá tener más del 5% del agregado retenido en la malla de 11/2” y no más del 6% del agregado que pasa la malla de ¼”.
El agregado grueso debería estar graduado dentro de los límites especificados en la NTP 400.037, tal como sigue:
Las Normas de Diseño Estructural recomiendan que el tamaño nominal máximo del agregado grueso sea el mayor que pueda ser económicamente disponible, siempre que él sea compatible con las dimensiones y características de la estructura. Se considera que, en ningún caso el tamaño nominal máximo del agregado no deberá ser mayor de:
Un quinto de la menor dimensión entre caras de encofrados; o Un tercio del peralte de las losas; o
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Tres cuartos del espacio libre mínimo entre barras o alambres individuales de refuerzos; paquetes de barras; torones; o ductos de pre esfuerzo.
En elementos de espesor reducido, o ante la presencia de gran cantidad de armadura; se podrá con autorización de la Inspección reducir el tamaño nominal máximo del agregado grueso, siempre que se mantenga una adecuada forma de trabajo y se cumpla con el asentamiento requerido, y se obtenga las propiedades especificadas para el concreto.
MATERIALES Y EQUIPOS
Balanza:Mediante este instrumento, calculamos la masa de las diferentes muestras de agregados, previamente hay que nivelarla.
Bandejas:Instrumentos usados para depositar las muestras de los agregados finos o gruesos, respectivamente.
Cucharon:Sirve para la recolección de la muestra y aplicar el método de cuarteo en el agregado fino.
Estufa:Instrumento mediante el cual sometemos al agregado fino y grueso al secado, en un lapso de 24 horas.
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Tamices:Son mallas metálicas constituidas por barras tejidas y que dejan un espacio entre sí por donde se hace pasar el alimento previamente triturado. Las aberturas que deja el tejido y, que en conjunto constituyen la superficie de tamizado, pueden ser de forma distinta, según la clase de tejido.
PARA AGREGADO GRUESO
Malla 2’ Malla 1 1/2’’ Malla 1´´ Malla ¾´´ Malla ½” Malla 3/8” Malla #4
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PARA AGREGADO FINO
Malla #4 Malla #8 Malla #16 Malla #30 Malla #50 Malla #100 Malla #200
Agregado Grueso:Que es la materia prima para fabricar el concreto, se le denomina así, debido a su granulometría que debe ser mayor a la abertura del tamiz #4.
Agregado Fino:
Este tipo de material tiene múltiples aplicaciones como por ejemplo se usa para lucir paredes y muros , así también como materia prima para fabricar aditivos u otro tipos de material que es de mucha importancia en la construcción .
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FACTORES QUE SE DERIVAN DE UN ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
Para el agregado fino
Módulo de Fineza
Es un parámetro que se obtiene de la suma de los porcentajes retenidos acumulados de la serie de tamices especificados que cumplan con la relación 1:2 desde el tamiz # 100 en adelante hasta el tamaño máximo presente y dividido entre 100.
MF=%Retenido Acumulado100
Se considera que el módulo de fineza de una arena adecuada para producir concreto debe estar entre 2.1 y 3.2 ó donde un valor menor que 2.0 indica una arena fina, 2.5 una arena de finura media y más de 3.0 una arena gruesa.
Para el agregado Grueso
Tamaño Máximo: A la abertura del menor tamiz por el cual pasa el 100% de la muestra.
Tamaño Máximo Nominal:
Aquel que corresponde al menor tamiz de la serie utilizada que produce el primer retenido, comúnmente se estipula de tal manera que el agregado cumpla con los siguientes requisitos:
El tamaño máximo nominal no debe ser mayor que 1/5 de la dimensión menor de la estructura.
El tamaño máximo nominal no debe ser mayor que 1/3 del espesor de una losa.
El tamaño máximo nominal no debe ser mayor que 3/5 del espaciamiento libre máximo entre las barras de refuerzo.
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PROCEDIMIENTO
1. PROCEDIMIENTO PARA AGREGADO GRUESO:
a) Seleccionamos más de un 1kg. de la muestra y la llevamos a la estufa, allí estará 24 horas para que este seca totalmente.
b) Luego sacamos la muestra de la estufa y la llevamos a pesarla seleccionando un 1kg de ella
c) Ponemos las muestras en los tamices y luego zarandeamos para separar el agregado por tamaños.
d) Una vez cernido todo el agregado calibramos un plato en la balanza.Pesamos cada una de las medidas del agregado y colocamos el peso en la tabla teniendo en cuenta que la suma de todos los pesos debe darnos el peso total de la muestra que es 1kg
e) Una vez pesado todas las medidas, procedemos a multiplicar cada peso por 100 y dividir ese resultado entre 1000(peso total de la muestra) para obtener así el porcentaje que al sumar todos debe darnos el 100%.
f) Luego vamos sumando en orden de medida cada porcentaje para obtener el porcentaje acumulado.
g) Ahora cada uno de estos resultados es restado de 100 para así obtener en porcentaje que pasa.
h) Una vez hecho esto tomamos el mayor porcentaje que pasa y la medida al que corresponda este porcentaje será rango máximo.
RESULTADO
Nº MALLA
ABERTURA MM.
PESO RETENIDO
Grs.
% RETENID
O
% RETENIDO ACUMULADO
% QUE PASA
2" 50 0 0 0 100
1 1/2" 38.1 0 0 0 100
1" 25 0 0 0 100
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3/4" 19 194 19.4 19.4 80.6
1/2" 12.5 692 69.2 88.6 11.4
3/8" 9.5 100 10 98.6 1.4Nº4 4.75 6.5 0.65 99.25 0.75
PLATILLO
0
2. PROCEDIMIENTO PARA AGREGADO FINO:
a. Tomamos una cantidad de agregado extraído de las canteras y Colocamos el material a utilizar a la estufa por 24 horas
b. Se toma 1 kilo de agregado fino previamente calibrada la balanza y cuarteado el material a utilizar, en este caso el agregado fino.
c. Se hace el ordenamiento de las mallas, en forma descendente, en este caso como se trata de agregado fino las mallas serán: 4 (4.75”), 8 (2.36”), 16 (1.18”), 30 (0.60”), 50 (0.30”), 100 (0.15), 200 (0.08”) y el Fondo.
d. La muestra se coloca en la malla y se procede a zarandear de tal manera que pase a través de los huecos solo el material apropiado.
e. Lo que queda retenido en la malla se coloca en la bandeja y se procede a pesar.
f. Lo que pasa y se queda en la siguiente malla se vuelve a pesar hasta llegar a la última malla siguiendo el mismo procedimiento.
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Nº MALLA
ABERTURA MM.
PESO RETNIDO
Grs.
% RETENIDO
% RETENIDO ACUMULADO
% QUE PASA
4 4.75 211 21.1 21.1 78.908 2.36 180.5 18.05 39.15 60.85
16 1.18 88.16 8.816 47.966 52.03430 0.6 130.3 13.03 60.996 39.00450 0.3 126 12.6 73.596 26.404
100 0.15 126.9 12.69 86.286 13.714200 0.075 71.9 7.19 93.476 6.524
PLATILLO
63.5 6.35 99.826 0.174
MODULO FINEZA DEL AGREGADO FINO………3.29094NORMAS ESTABLECIDAS MODULO DE FINEZA 2,4-3,2
RESULTADO
Modulo de fineza = ∑% acumret . enmallas validas
100
¿ 21.1+39.15+47.966+60.996+73.596+86.286100
¿3.29094
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CURVAS GRANULOMETRICAS
AGREGADO GRUESO
13
0.0010.0100.1001.00010.000100.0000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
DIÁMETRO DE LA PARTICULA (mm)
PORC
ENTA
JE Q
UE P
ASA
EN P
ESO
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AGREGADO FINO
14
0.0010.0100.1001.00010.000100.0000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
DIÁMETRO DE LA PARTICULA (mm)
PORC
ENTA
JE Q
UE P
ASA
EN P
ESO
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CONCLUSIÓN
Podemos darnos cuenta que para obtener una buena selección de agregados , es necesario que el agregado se someta a una serie de tamizados, para luego diferenciarlos entre grueso y fino y utilizarlos para una pos aplicación en la elaboración de concreto.
En El caso del agregado fino en le presente análisis obtuvimos un modulo de 3.29024 lo cual indica la tendencia de la muestra a comportarse como una arena gruesa ya que se encuentra dentro del limite superior establecido , que abarca desde 2.4 hasta 3.2
Para el agregado grueso observamos un tamaño máximo de las partículas de 1” ya que en este caso es la abertura del menor tamiz que pasa el 100% de la muestra.
También observamos un tamaño máximo nominal de ¾”.lo que corresponde al tamaño del primer retenido generado.
Vemos que el límite entre el agregado grueso y fino es a través del tamizado en la malla #4; si es superior, se considera grueso, si es inferior, fino.
Nos damos cuenta que el porcentaje de error en el peso final es de 0.12% en el agregado fino, mientras que en el grueso es de 0.75%.
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OBSERVACIONES
Se debe tener en cuenta que existe un error entre la masa inicial de la muestra y la masa de ésta después de ser tamizada.
El error de estas masas no debe ser mayor al 1%.
Consideremos, que los materiales deben estar calibrados y listos para ser utilizados, como por ejemplo, la balanza debe estar equilibrada.
El diámetro de las partículas, no necesariamente tiene que tener el tamaño de los espacios de las mallas, ya que es algo referencial, porque puede ser menor para que pase por las rejillas.
Al momento de realizar la práctica, debemos ser ordenados, para mantener un formato en el apunte de datos.
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