Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
kl FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: MATERIALES DE CONSTRUCCION MATERIALES DE CONSTRUCCION UNIVERSIDAD CONTINETA FIAL - CUSCO INFORME DE ENSAYO DE GRANULOMETRÍA PRESENTADO POR: Bilson Gidel Tapia Puma Daniel Aparicio Chuyacama Marcelino Chillihuani Luna Manuel Monzon CUSCO – PERÚ MATERIALES DE CONSTRUCCION INTRODUCCIÓN Los agregados constituyen alrededor del 75% en volumen, de una mezcla típica de concreto. El término agregados comprende las arenas, gravas naturales y la piedra triturada utilizada para preparar morteros y concretos. La limpieza, sanidad, resistencia, forma y tamaño de las partículas son importantes en cualquier tipo de agregado. En nuestro laboratorio nos enfocaremos en esta última, teniendo como propiedad LA GRANULOMETRÍA. La granulometría y el tamaño máximo de los agregados son importantes debido a su efecto en la dosificación, trabajabilidad, economía, porosidad y contracción del concreto. Para la gradación de los agregados se utilizan una serie de tamices que están especificados en la Norma Técnica Peruana NTP 350.001, los cuales se seleccionarán los tamaños y por medio de unos procedimientos hallaremos su módulo de finura, para el agregado fino y el tamaño máximo nominal y absoluto para el agregado grueso. MATERIALES DE CONSTRUCCION OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL. Establecer los requisitos de gradación y calidad para los agregados (finos y gruesos) para uso en concreto. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaños del agregado (fino y grueso) y con estos datos construir su curva granulométrica. Calcular si los agregados (fino, grueso) se encuentran dentro de los límites para hacer un buen diseño de mezcla. Determinar mediante el análisis de tamizado la gradación que existe en una muestra de agregados (fino, grueso). Conocer el procedimiento para la escogencia de un agregado grueso y fino en el diseño de mezcla, para elaborar un concreto de buena calidad. MARCO TEORICO La granulometría de una base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor. Los tamices son básicamente unas mallas de aberturas cuadradas, que se encuentran estandarizadas por la Norma Técnica Peruana. La denominación en unidades inglesas (tamices ASTM) se hacía según el tamaño de la abertura en pulgadas para los tamaños grandes y el número de aberturas por pulgada lineal para los tamaños grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal para tamices menores de 3/8 de pulgada. MATERIALES DE CONSTRUCCION La granulometría de agregado grueso, normalmente se expresa en términos de los porcentajes retenidos en los tamices ASTM ¼”, 3/8”, ½”, ¾”, 1 ½” y mayores, dependiendo del tamaño máximo del agregado. La granulometría de agregado fino, normalmente se expresa en términos de los porcentajes retenidos en los tamices ASTM # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100 y # 200. En el caso de una muestra de hormigón, debido a la presencia de ambos agregados, se pasa a través de todos los tamices. La serie de tamices que se emplean para clasificar agrupados para concreto se ha establecido de manera que la abertura de cualquier tamiz sea aproximadamente la mitad de la abertura del tamiz inmediatamente superior, o sea, que cumplan con la relación 1 a 2. La operación de tamizado debe realizarse de acuerdo con la Norma Técnica Peruana 400.012 sobre una cantidad de material seco. El manejo de los tamices se puede llevar a cabo a mano o mediante el empleo de la máquina adecuada. El tamizado a mano se hace de tal manera que el material se mantenga en movimiento circular con una mano mientras se golpea con la otra, pero en ningún caso se debe inducir con la mano el paso de una partícula a través del tamiz; Recomendando, que los resultados del análisis en tamiz se coloquen en forma tabular. Siguiendo la respectiva recomendación, en la columna 1 se indica la serie de tamices utilizada en orden descendente. Después de tamizar la muestra como lo estipula la Norma Técnica Peruana 400.012 se toma el material retenido en cada tamiz, se pesa, y cada valor se coloca en la columna 2. Cada uno de estos pesos retenidos se expresa como porcentaje (retenido) del peso total de la muestra. MATERIALES DE CONSTRUCCION Fórmula para él % retenido. % 𝑹𝒆𝒕 = [ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒎𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂𝒍 𝒓𝒆𝒕𝒆𝒏𝒊𝒅𝒐 𝒆𝒏 𝒆𝒍 𝒕𝒂𝒎𝒊𝒛 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂 ] × 𝟏𝟎𝟎 Este valor de % retenido se coloca en la columna 3. En la columna 4 se van colocando los porcentajes retenidos acumulados. En la columna 5 se registra el porcentaje acumulado que pasa, que será simplemente la diferencia entre 100 y el porcentaje retenido acumulado. Fórmula para él % que pasa. % 𝑸𝒖𝒆 𝒑𝒂𝒔𝒂 = [𝟏𝟎𝟎 − % 𝑹𝒆𝒕 𝑨𝒄𝒖𝒎𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐] Los resultados de un análisis granulométrico también se pueden representar en forma gráfica y en tal caso se llaman curvas granulométricas. Estas gráficas se representan por medio de dos ejes perpendiculares entre sí, horizontal y vertical, en donde las ordenadas representan el porcentaje que pasa y en el eje de las abscisas la abertura del tamiz cuya escala puede ser aritmética, logarítmica o en algunos casos mixta. Las curvas granulométricas permiten visualizar mejor la distribución de tamaños dentro de una masa de agregados y permite conocer además que tan grueso o fino es. En consecuencia, hay factores que se derivan de un análisis granulométrico como son: PARA AGREGADO FINO a. Módulo de Finura ( MF ) El módulo de finura es un parámetro que se obtiene de la suma de los porcentajes retenidos acumulados de la serie de tamices MATERIALES DE CONSTRUCCION especificados que cumplan con la relación 1:2 desde el tamiz # 100 en adelante hasta el tamaño máximo presente y dividido en 100 , para este cálculo no se incluyen los tamices de 1" y ½". 𝑴. 𝑭 = [ ∑ % 𝑹𝒆𝒕 𝑨𝒄𝒖𝒎𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐𝒔 𝟏𝟎𝟎 ] Se considera que el MF de una arena adecuada para producir concreto debe estar entre 2, 3, y 3,1 o, 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 AGREGADO GRUESO. a. Tamaño Máximo (TM) Se define como la abertura del menor tamiz por el cual pasa el 100% de la muestra. b. Tamaño Máximo Nominal (TMN) El tamaño máximo nominal es otro parámetro que se deriva del análisis granulométrico y está definido como el siguiente tamiz que le sigue en abertura (mayor) a aquel cuyo porcentaje retenido acumulado es del l5% o más. La mayoría de los especificadores granulométricos se dan en función del tamaño máximo nominal y comúnmente se estipula de tal manera que el agregado cumpla con los siguientes requisitos. El TMN no debe ser mayor que 1/5 de la dimensión menor de la estructura, comprendida entre los lados de una formaleta. El TMN no debe ser mayor que 1/3 del espesor de una losa. El TMN no debe ser mayor que 3/45 del espaciamiento libre máximo entre las barras de refuerzo. MATERIALES DE CONSTRUCCION Granulometría Continua. Se puede observar luego de un análisis granulométrico, si la masa de agrupados contiene todos los tamaños de grano, desde el mayor hasta el más pequeño, si así ocurre se tiene una curva granulométrica continua. Granulometría Discontinua Al contrario de lo anterior, se tiene una granulometría discontinua cuando hay ciertos tamaños de grano intermedios que faltan o que han sido reducidos a eliminadosartificialmente. MATERIALES Y EQUIPOS Muestra de agregado grueso Se utilizaron 4000 gramos. Brocha. Que fue usada para obtener el peso de agregado en el platillo. Juego de tamices. En su orden se utilizarán los siguientes tamices 2 ½’’,2’’, 1 ½ ‘’, 1’’, ¾’’, ½’’, 3/8’’, N°4 y Platillo para el agregado grueso. MATERIALES DE CONSTRUCCION Cucharón. Necesario para la extracción de la muestra. Bandejas. Utilizadas como recipiente para cada tamaño de agregado. Balanza. Debe estar previamente calibrada y tener una precisión al gramo. MATERIALES DE CONSTRUCCION PROCEDIMIENTO ENSAYO DE GRANULOMETRÍA DE AGREGADO GRUESO 1. Tomamos una muestra de agregado grueso, esta debe pesar entre 3000 a 5000 gramos, dependiendo del tamaño máximo del agregado. Para este ensayo se consideró: Peso muestra de agregado grueso = 4000 g 2. Se realiza el ordenamiento de las mallas (2 ½’’,2’’, 1 ½ ‘’, 1’’, ¾’’, ½’’, 3/8’’, N°4) y platillo, en el orden de arriba hacia abajo. 3. Se vierte la muestra de agregado grueso en el juego de tamices. 4. Se comienza a agitar los tamices, para que así en estos solo quede el material que en verdad es retenido. 5. Una vez concluido el tamizado, se procede a pasar cada uno de los pesos retenidos en cada tamiz a un recipiente. 6. Para pesar la muestra de cada uno de los pesos retenidos, primero se calibró la balanza con un recipiente general. Y una vez calibrado se procedió a pesar cada uno de los pesos retenidos en este recipiente general. MATERIALES DE CONSTRUCCION 7. La sumatoria de los pesos retenidos debe ser igual al peso original. Si difiere en más del 1% se debe volver a repetir el ensayo. TAMIZ 1’’ TAMIZ ¾ ’’ MATERIALES DE CONSTRUCCION TAMIZ ½ ’’ TAMIZ 3 /8 ’’ TAMIZ N° 4 PLATILLO MATERIALES DE CONSTRUCCION AGREGADO GRUESO Muestra de agregado grueso a tamizar= 4000 g o PESO RETENIDO: cantidad de material que se queda en las mallas. o % RETENIDO = (Peso del material retenido en el tamiz / Peso total de la muestra de agregado fino) x 100% o % RETENIDO ACUMULADO: Es la suma del porcentaje retenido en las mallas anteriores. PORCENTAJE QUE PASA = 100% - % Retenido Acumulado. MATERIALES DE CONSTRUCCION MATERIALES DE CONSTRUCCION Ensayo de Granulometría Manuel Manzon NRC: 17651 La siguiente tabla da los resultados de un análisis por cribado, Hallar: a. Determinar el porcentaje más fino de cada tamaño de malla y dibuje una curva de distribución granulométrica b. Determine D10, D30 Y D60 de la curva de distribución granulométrica c. Calculo el coeficiente de uniformidad Cu d. Calcule el coeficiente de curvatura Cz a. Determinar el porcentaje más fino de cada tamaño de malla y dibuje una curva de distribución granulométrica MATERIALES DE CONSTRUCCION MATERIALES DE CONSTRUCCION MATERIALES DE CONSTRUCCION Ensayo de Granulometría Daniel Aparicio Chuyacama NRC: 17651 Materiales de construcción Ejercicio Granulometría: Curva Granulométrica Problema 1: Para evacuar el agua de infiltración de un terreno se desea construir un dren que recogerá las aguas del filtro por unas ranuras longitudinales de 1.0cm de ancho El análisis granulométrico por tamizado y sedimentación de una muestra representativa del subsuelo ha dado los siguientes resultados: Desarrollo: Para determinar las características granulométricas del fitro se deben tomar en cuenta todas las condiciones que debe cumplir un filtro. 1.- Descartar del suelo el material de tamaño superior a 19 mm(3/4”) El filtro se diseña considerando solamente el porcentaje de suelo menor a 19 mm, en caso de encontrarse material de tamaño mayor se debe corregir la curva granulométrica del suelo con la siguiente ecuación: 2.- El filtro no debe contener partículas de tamaño superior a 80mm. Esta condición establece la primera curva límite para el diseño del filtro esta curva es una línea vertical correspondiente a las partículas de 80mm de tamaño. 3.- La curva granulometría del filtro debe ser similar a la curva granulométrica del suelo. MATERIALES DE CONSTRUCCION Para cumplir esta condición todas las demás curvas limites deben ser paralelas a la curva granulométrica del suelo. 4.-El contenido de finos del filtro (tamiz n200) no debe ser superior al 5%. Se traza una segunda curva limite de paralela a la curva granulométrica del suelo y que pasa por el punto correspondiente el valor de “tamiz N200” en las abscisas y 5% en las ordenadas. 5.-Se debe cumplir que:4xD15(suelo) D15(filtro) 4Xd85(suelo) A partir de la curva granulometría del suelo determinamos: Se dibujan dos nuevas curvas limites, una que pasa por el punto correspondiente al tamaño 0.048mm en las abscisas y 15% en las ordenadas; y por el otro punto establecido por el tamaño 0.60mm en las abscisas y 15% en las ordenadas. 6.-El tamaño D85 del filtro no debe ser inferior al diámetro de los orificios del dren Las ranuras por las que se filtra el agua al interior del dren son de 10mm, por lo que la última curva límite debe pasar por el punto correspondiente a 10mm en las abscisas y 85% en las ordenadas. Como puede observarse en el gráfico, no es posible cumplir con la 5º y 6º condición simultáneamente, por lo que se debe diseñar dos filtros, uno que cumpla con las primeras cinco condiciones (el filtro así diseñado no estará en contacto con el dren); y un segundo filtro que filtrará al primero (éste no estará en contacto con el suelo). 1º - Se diseña el primer filtro, cuya curva granulometría debe quedar dentro del área delimitada por las curvas límites que cumplen con las 5 primeras condiciones. 2º - Se diseña el segundo filtro, considerando al primero como si fuese el suelo para filtrar y repitiendo todos los pasos. En caso de no cumplir con todas las condiciones se debe considerar un tercer filtro, repitiendo el procedimiento. MATERIALES DE CONSTRUCCION Ensayo de Granulometría MARCELINO CHILLIHUANI LUNA Una vez que la muestra ya está disgregada y seca, y que además ya no hay agregados presentes, se prosigue de la siguiente manera: se cuartean de 50 a 100 gr de muestra, la cual podrá ser mayor si se utilizan muchos tamices. Si sólo se van a utilizar hasta 6 tamices, se toman cerca de 50 gr pesándola después de cuartearla, con aproximación de 0.01gr. Se escogen los tamices que van a utilizarse. Si se van a realizar trabajos detallados deben utilizarse intervalos de tamices cada ¼ Φ. Para el objetivo de estas prácticas se pueden tomar rangos cada 1 Φ. MATERIALES DE CONSTRUCCION Antes de comenzar el análisis, se debe verificar que todos los tamices estén limpios. Para limpiarlos se utilizan unas brochas de acuerdo al tamaño de la abertura de la malla; no se deben tocar las mallas con las manos. Se colocan los tamices por orden de malla, de manera que la que tenga una abertura mayor quede hasta arriba y la de menor abertura hasta el fondo, antes del plato que retendrá la porción más fina. Si se va a tamizar a mano, esto se debe realizar con un movimiento rotatorio, combinando con una sacudida y con duración de por lo menos 15 minutos. Si se utiliza el “rot-tap”, el procedimiento es el siguiente:Si la serie de tamices es muy grande y no cabe en el aparato, habrá que dividirla en dos o más partes, comenzando siempre con las mallas de abertura mayor. Una vez colocados los tamices en el “rot-tap”, se aseguran apretando fuertemente la tuerca y se deja trabajar la máquina durante 10 minutos. A una hoja grande de papel (tamaño oficio) se le hace un pliegue a la mitad. Posteriormente a otra hoja de papel (tamaño carta) se le hará también un pliegue por la mitad. Coloque los papeles sobre una mesa de trabajo, colocando encima de la hoja de papel grande la hoja de papel más pequeña. MATERIALES DE CONSTRUCCION Una vez que se haya terminado de tamizar, vacié cuidadosamente la arena del tamiz de malla más grande y colóquelo “boca abajo” sobre el papel; golpee suavemente con la mano sobre los bordes del tamiz, tratando de no tocar la malla. Puede pasar una brocha, perfectamente seca, suavemente, sobre las mallas. Vierta la arena del tamiz sobre un plato de plástico o cartón previamente pesado con una aproximación de 0.01gr. Procure que ningún tipo de material quede adherido al tamiz. Así, sucesivamente debe llevarse a cabo el vaciado de cada uno de los tamices e irlos pesando. En la hoja de trabajo correspondiente (tabla) se debe anotar el peso individual en gramos equivalente al tamaño Φ de la malla que se haya requerido, tratando de establecer siempre aproximaciones de 0.01 gr. Recuerde que se tiene que establecer siempre la diferencia entre el peso del plato y el peso de la muestra junto con el plato, para así tener un valor preciso de la cantidad de muestra retenida. Cada fracción tamizada se examina en el microscopio estereoscópico con el fin de estimar el porcentaje de agregados, esto se lleva a cabo extendiendo los granos de la muestra sobre una retícula del tipo que se utiliza en micropaleontología. MATERIALES DE CONSTRUCCION Se cuentan 100 partículas, comenzando con los tamaños más grandes y continuando con los más pequeños. Si la muestra de tamaño Φ correspondiente contiene más del 25% de agregados, debe de volverse a disgregar y tamizar la muestra completa. Posteriormente se anotan los porcentajes de agregados de cada fracción y se restan del peso de la misma, guardando cada tamaño de Φ en bolsas de papel o en frascos de vidrio. Finalmente, ya pesada cada fracción de f correspondiente y establecida la diferencia del peso de la muestra con el peso del plato y anotados los valores en la tabla de datos correspondientes, se prosigue a obtener las gráficas y parámetros estadísticos, para su interpretación. Metodología Solución del problema Linf Lsup Ti peso retenido (g) peso acumulado peso retenido % % acumulado -1.5 -1 -1.25 0.43 0.43 0.51 0.51 -1 -0.5 -0.75 2.13 2.56 2.51 3.02 -0.5 0 -0.25 4.25 6.81 5 8.02 0 0.5 0.25 6.8 13.61 8 16.02 0.5 1 0.75 9.35 22.96 11 27.02 1 1.5 1.25 12.75 35.71 15 42.02 1.5 2 1.75 13.58 49.29 15.98 58 2 2.5 2.25 12.75 62.04 15 73 2.5 3 2.75 9.35 71.39 11 84 3 3.5 3.25 6.8 78.19 8 92 3.5 4 3.75 4.25 82.44 5 97 4 4.5 4.25 2.13 84.57 2.51 99.51 MATERIALES DE CONSTRUCCION 4.5 5 4.75 0.43 85 0.51 100.02 85 Análisis Granulométrico (parámetros estadísticos a calcular) 1. Histograma de barras (Tamaño φvs. % individual), en papel milimétrico. 2. Moda (Mo) de la muestra analizada (indicando nombre de la granulometría). Moda Si tomamos en cuenta que los valores de tamaño de grano va de -1.5 a 5 phi entonces tenemos que el valor que más se repite es el de 1.75 phi, a lo que le llamamos moda. Este valor corresponde a arenas medias. 3. Construcción de la Curva de Probabilidad (Tamaño φvs. % Frecuencia Acumulada), en hoja de probabilidad de 90 divisiones. MATERIALES DE CONSTRUCCION 4. Calculo de los Percentiles y los Cuartiles:φ5 φ16 φ25 φ50 φ75 φ84 φ95. Indicándolos en la Curva de Probabilidad construida en el punto anterior. 5. Calculo de la Mediana Gráfica (Mdφ), indicándola en la Curva de Probabilidad, así como el nombre de la granulometría. La mediana corresponde a la ordenada del 50% de la curva acumulativa que es = 1.75 lo que corresponde a una arena media MATERIALES DE CONSTRUCCION 6. Calculo de la Media (Mφ) o Diámetro Promedio Gráfico, indicando nombre de la granulometría. 7. Calculo del Índice de Clasificación (σ1); indicar la clase verbal a que pertenece. 8. Calculo del Índice de Asimetría (Sk); indicar la clase verbal a que pertenece. MATERIALES DE CONSTRUCCION 9. Calculo de la Curtosis(Kg); indicar la clase verbal a que pertenece (mostrar cálculos realizados). 10. Discuta los resultados obtenidos y realice inferencias sobre el ambiente de depósito, así como del mecanismo de transporte. MATERIALES DE CONSTRUCCION Una forma de verificar los resultados fue haciéndolo como lo hicimos en clase de probabilidad, a continuación se muestran los resultados: MATERIALES DE CONSTRUCCION Entonces se observa que la media, desviación estándar y coeficiente de simetría son iguales a los datos obtenidos mediante cuartiles y percentiles. 1. Conclusión El análisis granulométrico al cuál se somete un suelo es de mucha ayuda para la construcción de proyectos, tanto estructuras como carreteras porque con este se puede conocer la permeabilidad y la cohesión del suelo. También el suelo analizado puede ser usado en mezclas de asfalto o concreto. En este caso se puede utilizar como relleno en una constricción civil. Al realizar este tipo ensayo, pueden haber factores que alteren los resultados obtenidos, es el caso a los generados por el pasaje de lo retenido en cada malla. Esta prueba se obtiene con la precisión necesaria para la aplicación segura en la ingeniería y otras áreas, y que ha sido restringida al 1% de error. 2. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS SPALLETTI, L.A., 2001. Evolución de las cuencas sedimentarias. Bjorlykke K, 1984, Formation of secundary porosity: how important is it? In: McDonald DA, Surdam RC (eds) Clastic diagenesis. AAPG Mem. 37: 277- 282. MATERIALES DE CONSTRUCCION http://www.datuopinion.com/granulometria http://es.scribd.com/doc/20308220/Practicas-Ingenieria-Geologica http://es.scribd.com/doc/20308220/Practicas-Ingenieria-Geologica RECOMENDACIONES 1- Se debe tener en cuenta que la balanza debe estar previamente calibrada para no cometer errores en la medición de las muestras. 2- Es recomendable realizar el tamizado de la muestra de agregado grueso, en un lugar diferente al que se encuentra la balanza, porque en caso contrario, la balanza se debería calibrar continuamente, originando errores en la medición del peso de las muestras. 3- Debe agitarse bien los tamices, con el fin de en cada tamiz quede el material que en realidad es retenido CONCLUSIONES 1- Se considera que una buena granulometría es aquella que está constituida por partículas de todos los tamaños, de tal manera que los vacíos dejados por las de mayor tamaño sean ocupados por otras de menor tamaño y así sucesivamente. 2- Se observó que en el tamiz ¾’’ es el que ha retenido el mayor porcentaje de la muestra de agregado grueso utilizada. 3- La curva granulométrica nos permite determinar si la muestra de agregado, es adecuada para ser usada en construcción.
Compartir