trabajo materiales y medio ambiente

7/23/2019 Trabajo Materiales y medio ambiente

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1. ENSAYO DE ABRASION DE LOS AGREGADOS GRUESOS

ABRASIN

OBJETIVOS

Saber que tan resistente es el agregado que se va a utilizar ya sea para base, sub-base o

carpeta asfltica; ya que este material estar expuesto a una constante agresin fsica.

eterminar la dureza se utilizando un m!todo indirecto cuyo procedimiento se encuentra

descrito en las "ormas de #nsayo de $ateriales para los agregados gruesos.

FUNDAMENTO TERICO

%a resistencia a la abrasin, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedadque depende principalmente de las caractersticas de la roca madre. #ste factor cobraimportancia cuando las partculas van a estar sometidas a un roce continuo como es elcaso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados que se utilizan deben estar duros.

La Mquina de lo !n"ele

%a $aquina de los &ngeles. #sta es un aparato constituido por un tambor cilndrico 'ueco de

acero de ()) mm de longitud y *)) mm de dimetro aproximadamente, con su e+e 'orizontal fi+ado a

un dispositivo exterior que puede transmitirle un movimiento de rotacin alrededor del e+e. #l tambor

tiene una abertura para la introduccin del material de ensayo y de la carga abrasiva; dic'a abertura

est provista de una tapa que debe reunir las siguientes condiciones

segurar un cierre 'erm!tico que impida la perdida del material y del polvo.

ener la forma de la pared interna del tambor, excepto en el caso de que por ladisposicin de la pesta/a que se menciona ms aba+o, se tenga certeza de que elmaterial no puede tener contacto con la tapa durante el ensayo.

ener un dispositivo de su+ecin que asegure al mismo tiempo la fi+acin rgida de latapa al tambor y su remocin fcil.

0ara determinar la dureza se utiliza un m!todo indirecto cuyo procedimiento seencuentra descrito en las "ormas de #nsayo de $ateriales para los agregadosgruesos, consiste bsicamente en colocar una cantidad especificada de agregadodentro de la $quina de los &ngeles. Se a/ade una carga de bolas de acero y se leaplica un n1mero determinado de revoluciones.

203 "4$#53S $S ## #S6#5S %-S #S6#5-S 7grs8

9: ())) :(< 99 =(>= :(? > @@@) :( A :()) 9(


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#l c'oque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasin y los efectosse miden por la diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa delmaterial desgastado expresndolo como porcenta+e inicial.

A#$ai%n & '(a) (#* + (a,-..

DESCRI(CIN DEL E/UI(O

$quina de los &ngeles

amices

mm y =*.A@mm y un peso comprendido entre @C)g y ==(g.

(ROCEDIMIENTO DEL ENSAYOA#$ai%n

eterminar la granulometra en D retenidos de la muestra, a fin de elegir elm!todo de acuerdo a los tamices que tiene el mayor porcenta+e de retenidos.

0repara el material 7(Eg o 9)Eg8 dependiendo si la muestra de agregados esmayor a :F o menor a :F.

$aterial G :F H S$ ?-9@9 7( Eg8$aterial I :F H S$ ?-(@( 79) Eg8

5evisar si la mquina de los ngeles esta en buen estado, ya que si esta contiene residuos

mayores a :mm se requiere limpiarla; luego se coloca la muestra, luego colocar la muestra abrasiva,

para finalmente 'acer girar la mquina a @)-@@ rpm, durante ()) revoluciones.

%uego el material es retirado y tamizado por la malla J 9:

-brasin 7D8 K 0eso que pasa " 9: x 9))0

inicial


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TOMA DE DATOS Y RESULTADOS"osotros, por las caracteristicas de los materiales utilizaremos e metodo LF.

METODO 0A0

MALLA (ESO RETENIDO 1 RETENIDO 1 ACUMULADO(ASA RETENIDO 2"$3 /UE (ASA9 9M:N 9N 9:() :( *(

9N @M=N 9:() :( ()@M=N 9M:N 9:() :( :(

9M:N @M>N 9:() :( )@M>N 9M=N

9M=N "O=

"O=

(la4illo5...

TI(O DE GRADACIN M64odo 0A00eso muestra al comenzar el ensayo ()))0eso material retenido en el tamiz "O9: :A9(0eso material que pasa el tamiz "O9: :@>(0orcenta+e de desgaste 7D8 7898 78:8

;: VACIADO DE CONCRETOS EN CLIMAS FRIOS

Defnicin:

#n general se consideran condiciones extremas de temperatura para elconcreto cuando la temperatura ambiental es inferior a (O ?y superior a los :>O?, en cuyo caso se debe tener especial cuidado en la seleccin de materiales,dosificacin, preparacin, transporte, curado, control de calidad, encofrado ydesencofrado del concreto. ambi!n podemos considerar como condicin

extrema la combinacin de condiciones especiales de temperaturas ambientes,'umedades relativas y velocidad del viento. #s necesario que se obtenganregistros 'istricos de las temperaturas ambientales mximas y mnimas de lazona en donde se construye la obra.


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Si la temperatura ambiental media se mantiene superior a 9)O? ya no seconsidera clima fro. #n el caso de las normas 0eruanas y otrassudamericanas consideran clima fro a aquel en que, en cualquier !poca dela/o la temperatura ambiente puede estarpor debajo de 5 C.

?uando el concreto se congela el agua libre se convierte en 'ielo aumentandosu volumen que en estado slido rompe la d!bil ad'erencia entre las partculasdel concreto, si a1n no se 'a iniciado el proceso de endurecimiento. simismodebido a las ba+as temperaturas se produce una disminucin de la actividad oreaccin qumica, para el proceso de endurecimiento del concreto el cualpuede llegar a disminuir notablemente.

0or todos estos motivos los ciclos de congelamiento y des'ielo, pueden afectar

gravemente la calidad final del concreto aun cuando se 'aya iniciado elproceso de endurecimiento. %os climas fros y muy secos afectan el concretooriginando el secado, principalmente de su superficie. %a resistencia mnima

para que no se produzcan reducciones significativas en la resistencia final delconcreto debido al congelamiento es de @( EgMcm: 7ACI o BSe$a4u$a del ?on?$e4o den4$o de $an"o >e$=ii#le du$an4ela >$e>a$a?i%n9 4$an>o$4e9 ?olo?a?i%n @ ?u$ado:

#: Ei4a$ que el ?on?$e4o e ?on"ele a4a lo"$a$ u $ei4en?ia =ni=a

MATERIALES%os materiales 7cemento, agregados, agua y aditivos8 deben cumplir estrictamente loestablecido en las normas ASTM C-5.9 ASTM C9 ASTM C 77%os ensayos de

calidad de los agregados debern incluir el de urabilidad 7ASTM C


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DISEOS DE MEZCLA

%os dise/os de mezcla deben desarrollarse mediante mezclas de prueba en el lugarde la obra en las mismas condiciones en que estar la estructura a vaciar. 0araconcretos sometidos a procesos de congelamiento y des'ielo, se deber cumplir conlos requisitos de relaciones aguaMcemento mximas de tablas en las diversasnormatividades seg1n la zona, siendo para ello $e?o=enda#le u4ilia$ adi4io>la4iHi?an4e$edu?4o$e de a"ua:ebido a las restricciones en la relacin aMc los

consumos de cemento son usualmente mayores que para un clima en condicionesnormales. #+em. #l ?ontenido de ?emento para un fPcK:9) EgMcm: puede ser9>)M).() K @A) EgMm@.

#l concreto debe fabricarse con aditivos 2ncorporadores de aire, para permitir laexpansin volum!trica del agua de la mezcla durante el congelamiento, teniendo encuenta la disminucin de resistencia por efecto del aire incorporado y el aumento de latraba+abilidad al mismo tiempo. %as dosificaciones usualmente van desde ).9D al).AD en peso del cemento. Se pueden utilizar aditivos acelerantes de fragua, previoestudio de los tiempos de fragua inicial y final del concreto, para disminuir los tiempos

de endurecimiento del concreto. %os aditivos con cloruros no se deben utilizar en elconcreto pretensado. #n general los aditivos deben 'aber sido probados al pie de obraantes de usarlos.

PREPARACIN DE LA MEZCLA

0ara lograr que el concreto tenga la temperatura adecuada es ms econmico y prcticocalentar el agua yMo agregados no siendo recomendable ni econmico calentar el cementoni los aditivos. ?alentar el agua es usualmente la me+or alternativa ya que tiene un calorespecfico = o ( veces mayor que el de los agregados.0ara calentar el agua se utilizan normalmente calderos industriales 'asta llegar a unatemperatura mxima de *)O ?. 0ara calentar los agregados se utiliza normalmente c'orrosde vapor, no siendo recomendable los 'ornos, aire caliente ni fuego directo. Si el agua o elagregado son calentados previamente deben mezclarse entre ellos antes de entrar encontacto con el cemento. %a temperatura del concreto fresco se puede determinarpreviamente en base a la temperatura de los materiales mediante la frmula

nde cf K emperatura del concreto fresco

a K emperatura de los agregados

0a K 0eso seco de los agregados 7Qg8

c K emperatura del cemento

0c K 0eso del cemento.7Qg8

R K emperatura del agua

0R K 0eso del agua


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TRANSPORTE DE LA MEZCLA

ebe planificarse los procedimientos de produccin de concreto, evitando grandesdistancias de transporte, largas esperas en la colocacin y largas canaletas de vertido detal manera que se reduzcan las p!rdidas de calor. %a siguiente frmula nos da unareferencia de las p!rdidas de calor o temperatura cuando se transporta la mezcla en uncamin concretero

D4 & .:;52T ) Ta3

onde t K 0!rdida de calor o temp. 7 O?M 'ora de espera8

K emperatura deseada en obra

a K emperatura ambiente.

COLOCACIN DEL CONCRETO

odos los materiales integrantes del concreto as como el acero de refuerzo, material de

relleno, y suelo con el cual el concreto 'a de estar en contacto, debern estar libres denieve, granizo o 'ielo, recomendando algunos autores mantener la zona a un mnimo de:O ?. Si la temperatura es menor de 9)O ? se recomienda calentarse el acero de refuerzomayor de 9N y los insertos metlicos. #n las +untas se puede calentar el concreto antiguo ypicarlo profundamente. #l espesor de las capas de concreto debe ser el mayor posiblecompatible con el proceso de compactacin del concreto. %a temperatura del concretofresco no debe ser muy alta para evitar el c'oque t!rmico, no debiendo ser mayor en AO ?que la mnima especificada.

T3"262??2U" # ?%2$S 6523S #" #% 0#54

#n el mapa de la figura se observa los climas fros y frgidos, ubicados a lo largo de

la ?ordillera de los ndes en 0er1. %as temperaturas son inferiores a 9) V ? son

propias de ciudades como bancay, requipa, yacuc'o, ?a+amarca,

Wuancavelica, Wuancayo y Wuaraz

#n climas fros la preocupacin principal de un dise/o de mezcla es

Xue el concreto presente un comportamiento favorable para llegar a la resistencia

deseada y para lo cual 'ay que tener en cuenta diversos factores que afectan la

durabilidad del concreto y los efectos que se presentan en cada material, para el

respectivo control se a/adirn aditivos 2ncorporadores de aire cuyos razones

explicaremos ms adelante.


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?3"Y#%$2#"3 Z #SW2#%3

?onstituye un agente de deterioro que ocurre en los climas en que la temperatura

desciende 'asta provocar el congelamiento del agua contenida en los poros

capilares del concreto.

#ste fenmeno, se da tanto a nivel de la pasta decemento, como en los agregados demanera independiente, as como en la interaccin de ambos por lo que su evaluacindebe abordar cada uno de estos aspectos.

.9.-#6#?3 #" %3S Y5#Y3S#n los agregados existe evidencia de que por los tama/o $ayor de los poros capilares 0orotro lado cuando menor sea lacapacidad del agregado para absorber agua, menor serel efecto del congelamiento interno de la misma que tienen ba+a durabilidad ante laaccin de ciclos de congelacin, son aquellos con un grado de porosidad demoderado a alto, lo que les permite retener y mantener un grado de saturacinrelativamente alto, cuando se encuentran incorporados ya en el concreto.

.: #6#?3 #"5# % 0S Z %3S Y5#Y3S

#xiste la denominada Leora #lsticaF que considera un efecto mixto de los


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agregados sobre la pasta; ya que al congelarse el agua dentro de ellos se deforman

elsticamente sin romperse por tener una estructura ms resistente que la del

cemento y e+ercen presin directa sobre la pasta generando tensiones adicionales a

las ocasionadas en el cemento independientemente.

22[3S BS5

9.- 2"?3503535#S # 25#

#n concretos normales, existe un promedio de9D de poros de aire atrapado, los

cuales no son suficientes para evitar el deterioro del concreto cuando el agua llega a

congelarse en los poros saturados del mismo. #llo es debido a que los poros de aire

atrapado no se encuentran lo suficientemente cerca de todos los poros capilares, en

los que el 'ielo puede formarse y por tanto no son una ayuda segura en el control de

los esfuerzos resultantes. #l principio de los 2ncorporadores de aire, consiste en

introducir una estructura adicional de vacos no interconectados, que permiten

asimilar los desplazamientos generados por el congelamiento eliminando las

tensiones.

Si a1n no se 'a iniciado el proceso de endurecimiento, y el concreto se congela, el

agua de amasado a1n libre se convierte en 'ielo y se detiene el proceso de

endurecimiento, debido a que el aumento volum!trico del agua en estado slido

rompe la d!bil ad'erencia entre las partculas del concreto.Si el endurecimiento se iniciara quedar suspendido 'asta que el concreto se

descongele, reinicindose el proceso en el punto que qued; 'abr una merma en la

resistencia final, grado de compactacin y ad'erencia.

#l ciclo de congelamiento y des'ielo puede tener efectos desastrosos en la calidad

final del concreto, a1n se 'aya iniciado el proceso de endurecimiento.


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: Ce=en4o ?on $ei4en?ia al a4aque de ulHa4o

#l concreto expuesto a soluciones de sulfatos puede ser atacado y sufrir deterioro en

un grado que depende de los constituyentes del concreto, la calidad del concreto en el

lugar, as como el tipo y la concentracin del sulfato. #s necesario el conocimiento de

las caractersticas del concreto resistente a sulfatos, de modo que puedan darse los

pasos apropiados para minimizar el deterioro del concreto expuesto a soluciones desulfatos. #n a/os recientes, el cemento resistente a sulfatos 'a sido caracterizado por

su comportamiento 76ae NORMA TECNICA (ERUANA NT( ..:.. ;.-8. #n

este espacio se revisan los factores que afectan la resistencia a sulfatos del concreto,

buscando poner en perspectiva su influencia y permitiendo as que se tomen medidas

prcticas y efectivas para producir concreto resistente a sulfatos, los cuales pueden

estar presentes en los efluentes y desec'os industriales, como las industrias

asociadas con la fabricacin de qumicos, bateras, aluminio y en la industria minera.

Ce=en4o. %a relacin entre la resistencia a sulfatos del cemento 0rtland y su

contenido de aluminato triclcico 7?@8 est bien establecida. #l cemento 0rtland

que contiene menos de (D de ?@ 'a sido clasificado como un resistente a sulfatos,

y se usa como el criterio de especificacin de muc'os reglamentos y normas para el

cemento en todo el mundo.

%os estudios 'an demostrado que los cementos que contienen potencialmente menos

'idrxido de calcio en la 'idratacin se comportan bien en exposicin de sulfatos.

ebe se/alarse que el uso de cemento tipo 5S por s mismo no garantizar laproduccin de un concreto resistente a sulfatos. al como se delinea en este artculo

estn involucrados otros factores y deben ser considerados, pues su efecto puede ser

ms importante que el del cemento de la resistencia a sulfatos del concreto. %a fuerza

del ataque de sulfatos depende del tipo y concentracin del sulfato y se incrementa

con el mo+ado y el secado.

Con4enido de ?e=en4o del ?on?$e4o. fecta significativamente su resistencia a

sulfatos, sin importar la composicin del cemento, tal como se 'ace evidente de lasfiguras 9 y :. %os datos presentados en estas figuras representan un rango de

cementos 0rtland y combinado. %a velocidad de deterioro disminuye al incrementarse

el contenido de cemento, a1n en concretos 'ec'os con cemento 0rtland ordinario.

#n otras palabras, para producir concreto resistente a sulfatos, la utilizacin de un

cemento resistente a sulfatos debe combinarse con el uso de un contenido mnimo de

cemento. #sta conclusin se refle+a en las recomendaciones para producir concreto

resistente a sulfatos.

Relacin agua-cemento. %a permeabilidad del concreto es un factor significativo que

influye en su resistencia al ataque de sulfatos. ?uando se tiene materiales de buena

calidad, proporcionamiento satisfactorio y una buena prctica, la permeabilidad del

concreto es una funcin directa de su relacin agua-cemento y del tiempo de curado.


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#n otras palabras, siendo todos los otros factores iguales, la resistencia a sulfatos del

concreto se incrementa al disminuir su relacin agua-cemento. #ste efecto de la

relacin agua-cemento se muestra en la tercera figura, basada en los datos obtenidos

de las pruebas de exposicin. \ ditivos. Way muc'os tipos de aditivos disponibles

para su incorporacin en el concreto para me+orar ciertas propiedades, para

economizar o para ambas cosas. Yeneralmente, el efecto de los aditivos en las

propiedades del concreto depende no slo de su formulacin y su interaccin con el

cemento, sino tambi!n de las variaciones o a+ustes que provocan en las proporciones

de la mezcla de concreto. e este modo, los aditivos que provocan una reduccin en

la relacin agua-cemento yMo incrementan la traba+abilidad, pueden aumentar la

resistencia del concreto a sulfatos, a condicin de que no se usen para reducir su

contenido de cemento. #st bien establecido que los aditivos que contienen cloruro de

calcio afectan adversamente la resistencia del concreto a sulfatos.

7: MODULO DE FINEKA

#l mdulo de fineza, tambi!n llamado modulo granulom!trico por algunos autores, no

es un ndice de granulometra, ya que un n1mero infinito de tamizados da el mismovalor para el mdulo de fineza.

Sin embargo, da una idea del grosor o finura del agregado, por este motivo se prefiere

mane+ar el termino de $odulo de 6ineza.

#l modulo de fineza se calcula sumando los porcenta+es retenidos acumulados en los

tamices estndar 7nombrados mas aba+o8 y dividiendo la suma entre 9)). ?ambios

significativos en la granulometra de la arena tienen una repercusin importante en la

demanda de agua y, en consecuencia, en la traba+abilidad del 'ormign, por lo que si

'ubiese una variacin significativa en la granulometra de la arena deben 'acersea+ustes en el contenido de cemento y agua para conservar la resistencia del 'ormign.

0ara no tener que recalcular la dosificacin del 'ormign el mdulo de finura del

agregado fino, entre envos sucesivos, no debe variar en ms de ).:.


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%os tamices especificados que deben usarse en la determinacin del mdulo de fineza

son

"o. 9)). "o. (), "o. @), "o. 9A, "o, >, "o. =, ]F, ^F, 9_F, @F y de AF

y el modulo de finura ser

continuacin se presenta un e+emplo de gradacin y calculo del modulo de finura,

para un agregado fino 7tabla :8 y uno grueso 7tabla @8

TABLA 2 CLCULO DEL MDULO DE FINURA PARA UN AGREGADO FINO

Ta=i N A#e$4u$a

2==3

(eo

$e4enido

2"3

(o$?en4ae

Re4enido

(o$?en4ae

A?u=ulado

(o$?en4ae

/ue (aa

Requii4o de 1

que (aa

@M> ) ).) ).) 9)).) 9))

= =.*( :: =.9 =.9 C(.C C( a 9))

> :.@A A( 9:.) 9A.9 >@.C >) a 9))

9A 9.9> 9)@ 9C.) @(.9 A=.C () a >(

@) ).A 99C ::.) (*.) =@.) :( a A)

() ).@(( 9(* :C.) >A.) 9=.) 9) a @)

9)) ).9( A) 99.9 C*.) @.) : a 9)

bande+a 9A @.)

total 57; -.. ;5:;

# Segn la norma ASTM C33

MF = 0 + 4.1 +16.1 + 35.1 + 57 + 86 + 97 = 295.2 = 2.95

100 100

Los valores de M.F. de 2.50 a 3 son normales ara el agregado fno.


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TABLA 3 CLCULO DEL MDULO DE FINURA PARA UN AGREGADO GRUESO

Ta=i N A#e$4u$a

2==3

(eo

$e4enido

2"3

(o$?en4ae

Re4enido

(o$?en4ae

A?u=ulado

(o$?en4ae

/ue (aa

Requii4o de 1

que (aa

9 9M: @*.( ) ) ) 9)) 9))

9 :( 9.: = = CA C( a 9))

@M= 9C C.@ @) @= AA -

9M: 9:.( A.> :: (A == :( a A)

@M> C.( =.@ 9= *) @) -

= =*.( >.= :* C* @ ) a 9)

> :.@A ).C @ 9)) ) ) a (

bande+a ) ) )

total .: -.. .:

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