A Theoretical and computational append
A.4 Efficient vs autarkic migration
La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por el análisis de tamices (Norma ASTM C 136).
W tara + arena = 7174 grs W tara = 2650 grs W arena = 4524 grs Vol. Tara = 2.92 lts Peso volumetrico suelto = 1,549 Kg/m 3
Instituto de Ingeniería
Universidad veracruzana
Tesis de Maestría 2007
Ing. Lorena del Carmen Santos Cortés
La granulometría de los agregados finos depende del tipo de trabajo, por ejemplo, para el diseño de una mezcla de concreto, en general si la relación agua – cemento se mantienen constantes y la relación agregado fino a grueso se elige correctamente, se puede tener un amplio rango de granulometría sin tener un efecto apreciable en la resistencia.
Otro parámetro importante en el diseño de un concreto es el módulo de finura, el cual es un índice de la finura del agregado, ya que entre mayor sea el módulo de finura, más grueso será el agregado. Diferentes granulometrías pueden tener igual módulo de finura. Este dato es útil para estimar las proporciones de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto.
La prueba se llevó a cabo los días 9 y 10 de noviembre de 2005 en las instalaciones del Laboratorio de Materiales, facilitadas por la Facultad de Ingeniería de la Universidad Veracruzana.
7.4.2.1 Equipo • Báscula
• Balanza de torsión con capacidad de 1 Kg y 0.1 gramos de sensibilidad
• Juego de mallas números 4 (4.69 mm), 8 (2.38 mm), 16 (1.19 mm), 30 (0.59 mm), 50 (0.297 mm), 100 (0.149 mm), 200 (0.075 mm) fondo y tapa (clasificación estándar)
• Juego de charolas de lámina galvanizada • Brochuelo de cerdas y cepillo de alambre 7.4.2.2 Procedimiento
1) Del material recuperado de la tara, se pesaron 500 gramos, en una báscula con aproximación al 0.1 gramos
2) Vertida la muestra sobre la malla superior (#4) la operación de cribado se realizó soportando a la serie de mallas sobre los dedos e inclinándola de un costado a otro, a la vez que se golpeaban sus costados de un lado a otro con las manos
Imagen 7.2. Cernido de la arena.
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3) Una vez que se comprobó que a través de cada malla paso a todo el material menor que su abertura, para lo cual se observó previamente que durante un minuto no pasara más que el 1% del retenido, las porciones se separaron para después pesarlos
4) Las mallas deben quedar siempre limpias después de vaciar su contenido y para esto se utilizó el cepillo de alambre o brochuelo, según la abertura entre hilos
5) Se pesaron cada una de las porciones obtenidas en el cribado en una báscula de aproximación de 0.1 gramos, en el orden de tamaños correspondiente, haciendo registro de los datos en la Tabla 7.1
Imagen 7.3. Granulometría de la arena.
7.4.2.3 Datos y resultados de la prueba
Mediante el procedimiento anterior de la prueba, se obtuvieron los siguientes datos:
b. Separación de los retenidos por mallas a. Retenido en cada malla
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Tabla 7.2. Análisis granulométrico de la arena.
Con estos datos se calculó el módulo de finura de la arena con la siguiente fórmula:
100 ) 100 4 ( . o o N N mallas F M =Σ − (7.2) Donde:
M.F = Módulo de finura de la arena
) 100 4
(No No
mallas −
Σ = Suma de los % acumulados de la malla 4 a la malla 100.
A partir de la fórmula anterior, los resultados de la prueba de laboratorio son:
Por lo tanto de acuerdo a la Tabla 6.10, la arena usada en el ensayo experimental del concreto puede clasificarse como una arena gruesa.
Los datos obtenidos anteriormente se colocaron en las gráficas estándar de granulometrías para arenas, los resultados son los que se muestran en la Figura 7.1.
M.F = 2.80
No de malla Peso retenido en
gramos % total % enteros
% enteros acumulados 4 8.2 1.7 2 2 8 106.1 21.6 22 23 16 94.3 19.2 19 43 30 67.8 13.8 14 56 50 61.8 12.6 13 69 100 92.2 18.8 19 88 200 41.4 8.4 8 96 Charola 18.8 3.8 4 100 Sumas 490.6 100 100
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Figura 7.1. Granulometría de la arena analizada.
Como puede observarse, la curva de la arena se sale ligeramente de los límites establecidos por las normas, sin embargo, para fines de diseño de concreto se considera que es un material adecuado.
7.4.3 Densidad
La densidad relativa es la relación entre el peso de un volumen dado de material saturado superficialmente seco y el peso del mismo volumen de agua destilada a 4oC de temperatura.
Este parámetro es necesario para el diseño de concreto. El ensayo se realizó en el Laboratorio de materiales de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Veracruzana, bajo la norma ASTM C-128.
7.4.3.1 Equipo
• Bascula de torsión de 1 Kg de capacidad de 0.1 gramos de sensibilidad
• Frasco de “Chaptman” con capacidad de 500 ml • Brochuelo de cerdas
• Cono truncado • Pisón
• Embudo • Estufa
• Franela o papel absorbente • Charola de aluminio • Espátula 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Charola No.100 No.50 No.30 No.16 No.8 No.4 Mallas % r e te n id o Limite inferior Límite superio r A rena
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• Cristal de reloj
• Arena saturada y superficialmente seca 7.4.3.2 Procedimiento
1) Se saturó la arena por 24 hrs en una charola metálica, posteriormente se le retiró el agua y se logró el estado de saturación; para conseguir su estado superficialmente seco se extendió la arena en una superficie limpia y seca, moviéndola de un lugar a otro, para que por efecto del sol y el viento, se logre el secado superficial del material
2) Para lograr esto, se utilizó el cono truncado, el cual se llenó con la arena en 2 capas, dándole 15 golpes con el pisón a la primera capa y 10 golpes a la segunda capa, se enrasó y se retiró el cono sin hacer movimientos laterales
Imagen 7.5. Prueba de densidad en la arena.
a. Determinación de la humedad óptima b. Pesaje de la muestra
d. Vaciado del material al frasco de Chaptman c. Medición del frasco de Chaptman
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Si al quitar el molde, la arena moldeada muestra una superficie plana en su base superior, se debe repetir el paso 2), hasta que al quitar el molde, forme la arena un cono, lo que indica que se encuentra superficialmente seca. En la elaboración de esta prueba, el procedimiento se repitió 2 veces, hasta que se encontró la humedad óptima del material.
3) Se calibró el frasco de “Chaptman” a 200 ml 4) Se secó el interior del cuello del frasco
5) Una vez que se consiguió el estado superficialmente seco de la arena, se pesaron dos muestras, una de 100 grs para la prueba de absorción y otra de 500 grs del material superficialmente seco, pues en ese estado se considera que el material no absorbe agua. La muestra de 100 grs se sometió al secado total, ya sea en la estufa o en el horno, para obtener el peso seco de arena
6) Se vaciaron en el frasco de “Chaptman” los 500 gramos de la muestra, empleando para esto un embudo y en la parte de abajo se colocó un fólder, por si se daba el caso que se llegara a caer material, este pudiera ser recogido posteriormente y vaciado al frasco
7) Se tomó el frasco de “Chaptman” de forma inclinada y se agitó mediante giros para expulsar totalmente el aire arrastrado por el material
8) Ya en posición vertical se realizó la lectura al nivel del menisco inferior, la cual fue de 410 ml. Como previamente estaba calibrado a 200 ml, el volumen desalojado de la muestra es de 201 ml
7.4.3.3 Datos y resultados de la prueba
Mediante el procedimiento anterior de la prueba, se obtuvieron los siguientes datos:
Con estos datos se calculó la densidad de la arena con la siguiente fórmula:
aguan material W W = ρ (7.3) Donde: ρ = Densidad
W material = Peso del material superficialmente seco en grs W agua = Peso del volumen de agua desplazado en grs
W arena húmeda = 500 grs
Vol. chapman = 201 ml
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A partir de la fórmula anterior, los resultados de la prueba de laboratorio son:
7.4.4 Absorción
La absorción se define como la cantidad de agua retenida por un material, después de estar sumergido en ella durante 24 horas y se expresa como un porcentaje del peso seco del material.
Esta prueba se realizó por la necesidad de conocer la humedad del agregado fino, para hacer ajustes en el agua de la mezcla del concreto con la finalidad de que ésta permanezca inalterable.
El ensayo se realizó en el Laboratorio de materiales de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Veracruzana, bajo la norma ASTM C-566.
7.4.4.1 Equipo
Para la determinación de esta prueba se emplearon los siguientes aparatos:
• 1 balanza sensitiva al 0.1 de gramos o menos, con una capacidad de 1 a 2 Kg • Una pequeña cuchara de albañil
• Estufa o parrilla
7.4.4.2 Procedimiento
1) La muestra de 10 grs del material que se puso a secar en la prueba anterior, se revisó con el cristal de reloj para comprobar que la arena ya había perdido toda el agua
2) Cuando al pasar el cristal ya no se vaporizaba, en ese momento se logró el secado total del material 3) El peso del material se realizó estando este
totalmente frío
4) El peso del material seco se anotó
Imagen 7.6. Secado de la muestra.
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7.4.4.3 Datos y resultados de la prueba
Mediante el procedimiento anterior, se obtuvieron los siguientes datos:
Con estos datos se calculó el porcentaje de absorción de la arena con la siguiente fórmula:
s s h W W W w(%)= − (7.4) Donde: W (%) = Porcentaje de humedad Wh= Peso de la muestra saturada Ws= Peso de la muestra seca
A partir de la fórmula anterior, los resultados de la prueba de laboratorio son: