LABORATORIO I ARIDOS

LABORATORIO I
ARIDOS
TAMIZADO Y DETERMINACIÓN DE LA GRANULOMETRÍA
1. OBJETIVOS.
La granulometría esta directamente relacionada con las características de manejabilidad del
hormigón fresco, la demanda de agua, la compacidad y la resistencia mecánica del hormigón
endurecido. El concepto esta basado en la distribución porcentual en masa (respecto al peso
total) de los distintos tamaños de partículas (retenidos en cada uno de los tamices) que
presenta la muestra. Según esto se puede clasificar inicialmente en dos tipos: áridos gruesos
(grava) y áridos finos (arena), cada grupo debe realizar una granulometría de cada uno
2. EQUIPO NECESARIO
Balanza: de capacidad superior a la masa de la muestra y con una precisión igual o
superior a 0.1% de la pesada.
Tamices: de la serie 80-40-20-10-5-2,5-1,25-0,630-0.315-0,160, en [mm], mas la tapa y
el deposito receptor.
Horno: controlado termostáticamente
Equipo misceláneo: palas, cuarteador (opcional), poruñas, palanganas, etc.
3. PROCEDIMIENTO
3.1 Extracción y preparación de las muestras ( NCh 164)1
3.1.1
3.1.2
Las cantidades mínimas de muestreo desde un yacimiento, manufacturada o de obra,
son 30[kg] para el árido fino y Dn [Kg] (el doble del tamaño máximo nominal expresado
en [mm] para el árido grueso. Esto asegura representatividad de la muestra desde el
acopio
En el laboratorio no se trabaja con esas cantidades, si no que sea cuartea para llegar a
las cantidades indicadas en la tabla adjunta. La muestra previamente debe ser
homogeneizada cuidadosamente en estado húmedo y se reduce por cuarteo2 para
3
obtener en estado seco un tamaño ligeramente superior al indicado . Luego la masa se
seca hasta la masa constante en horno a 110+5º
C
ARENA
1
Tamiz [mm]
%Retenido
5
5
2.5
> 15
< 15
< 15
Masa min. de
muestra en [gr]
Ver pie de pagina4
500
100
Para que el resultado de cualquier ensayo sea valido, debe realizarse una extracción representativa y una
preparación adecuada de la muestra del árido que se desea realizar.
Cuarteo: formar una “torta” homogénea, dividirla en 4 tomar dos cuartos opuestos (ver figura). No se permite hacer la
reducción en estado seco ni tampoco reducir a una masa exacta predeterminada.
3
No se permite hacer la reducción en estado seco ni tampoco reducir a una masa exacta predeterminada.
4
Cuando una arena contenga una fracción de grava superior al 15% debe separase en el tamiz de 5 [mm]
determinando cada fracción por separado (grava, arena). Lo mismo para la grava, si esta tiene mas de 15 % de arena
deben separarse en dos fracciones.
2
GRAVA
Tamaño máximo
absoluto [mm]
80
63
50
40
25
20
12.5
10
Masa min.
Muestra [kg]
32
25
20
16
10
8
5
4
3.2 Tamizado
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
Previo el tamizado propiamente tal, en el caso de las arenas se recomienda calcular el
sobre tamaño (árido mayor a 5 [mm]), después de eso se determina la masa de la
muestra de ensayo en estado seco, aproximando a 1 [gr] para arenas y a 10 [gr] para
gravas. Este peso se registra como mo.
Primeramente se realiza un tamizado húmedo para las arenas (lo que corresponde al
ensayo siguiente, determinación del material fino menor a 0.08 [mm]). Una vez seca se
vacía la muestra en el juego de tamices, ordenados de mayor a menor según sea la
abertura de sus mallas y colocando bajo el ultimo tamiz el deposito receptor que
recibirá el material menor.
Se realiza el proceso de tamizado, manual5 o mecánico, asegurándose que en cada
tamiz pasen todas las partículas menores a la abertura del mismo.
Se registra la masa retenida en cada tamiz (mn) y en el deposito receptor, con
aproximación a 1 [gr].
4. CÁLCULOS
En el informe que se debe entregar se debe considerar lo siguiente:
1. Utilice y adjunte al informe la ficha granulométrica con los valores respectivos.
2. La suma total de las fracciones retenidas en todos los tamices y el depósito receptor, no
debe diferir con la masa de la muestra de ensayo, en más de 3% para las arenas y 0,5% para
las gravas. Sino se cumple, se debe repetir el ensayo.
3. Después del laboratorio los resultados deben ser compartidos con el resto de los grupos, de
tal manera de elaborar conclusiones comparativas de los resultados. Banda granulométrica del
árido que le corresponde y comparativa diferenciada en lo posible por colores.
4. Los datos son Nº de grupo, tipo de árido utilizado, el % de material fino menor, clasificación
del áridos según la NCh 163 (grado grava y Nº de arena) y lo mencionado en los puntos
anteriores.
4.1.1
4.1.2
La suma total de las fracciones retenidas en todos los tamices y el depósito
receptor, no debe diferir con la masa de la muestra de ensayo, en más de 3% para
las arenas y 0,5% para las gravas. Sino se cumple, se debe repetir el ensayo.
Se calcula el porcentaje parcial retenido en la malla como:
Rt =
mn
* 100[%]
mt
Donde:
Rt= porcentaje retenido en el tamiz Nº1
mn= peso del material retenido en el tamiz Nº1
mt= masa total de la muestra ensayada, sin sobre tamaño
5
En este caso se debe efectuar primero un tamizado conjunto de todos los tamices y luego agitar tamiz por tamiz,
siempre utilizando la tapa y el depósito receptor.
4.1.3
Se determina el porcentaje acumulado retenido:
Rai = Ri + Ri-1+ R1-2…[%]
Donde:
Rai= porcentaje retenido acumulado en el tamiz Nº1
4.1.4
Y finalmente se expresa la granulometría como porcentaje acumulado que pasa:
Pqpi= 100 - Rai[%] o Papi = Pqp(i-1) - Ri[%]
Donde:
Pqpi = Porcentaje que pasa en el tamiz Nº1
4.2
Además se debe obtener el sobre tamaño de la arena si es que lo tuviese:
St =
mn
* 100[%]
mT
Donde:
mn = peso del material retenido en el tamiz de 5 [mm] ( en el caso de las arenas) o malla de 80
[mm] (para el caso de la grava).
mt= masa total que incluye el sobre tamaño.
4.3 Se deberán graficar para el informe los valores obtenidos en el punto 4.1.4, en la ficha
de granulometría, para cada árido, insertadas en sus respectivas bandas
granulométricas, determinando el grado de la grava y el tipo granulométrico de arena
analizado, para ello utilizar los requisitos generales de la NCh 163. En la ficha aparece
el símbolo Da y Dn que corresponden respectivamente al tamaño máximo absoluto
(abertura por donde el 100% del material) y el tamaño máximo nominal (abertura
inmediatamente inferior al Da, por donde pasa a lo menos un 90% del material, si el
porcentaje es menos entonces Da = Dn)
4.4 Como ultimo punto, determinar el modulo de finura de la arena que es el valor
correspondiente a la centésima parte de la suma de los porcentajes retenidos
acumulados en los tamices de la serie que cumplen como condición que la abertura
del tamiz (i), es el doble de la abertura del tamiz ( i-1). Cuanto mayor es el modulo de
finura, mas gruesa es la arena.
N º4
∑
Mf
=
% ret . acumulado
N º 100
100
DETERMINACIÓN DEL MATERIAL FINO MENOR QUE 0.08 MM
1. OBJETIVOS
Determinar el material fino menor que el tamiz de 0.08 [mm], sirve como referencia de la
calidad de la mezcla que se obtendrá, ya que esta arcilla (nombre por el cual se conoce al árido
de este tamaño), recubre los granos de mayor tamaño, formando una película que desmejora
la adherencia entre el árido y la pasta de cemento, lo cual afecta la resistencia mecánica del
mortero u hormigón.
2. EQUIPO NECESARIO
Balanza: tendrá una capacidad superior a la de la medida llena con un pétreo de
densidad aparente de 2000 [kg/m3] y una presición de 0.1% de la pesada.
Horno: capaz de mantener una temperatura de 110 + 5 º C
Tamices: de aberturas de 1,25 [mm] y 0.08 [mm] ( ASTM Nº 16 y 200)
Herramientas y accesorios: poruñas, brocha, palanganas, etc.
3. PROCEDIMIENTO
Preparación de la muestra
La muestra se homogeneiza cuidadosamente en estado húmedo y se reduce por cuarteo, para
obtener cuando este seca, el tamaño de la muestra de ensayo ligeramente superior a lo que
se indica en la Tabla adjunta.
Dn[mm]
> 40
20
10
5
2.5
Masa min de la
muestra seca [gr]
5000
2500
2000
500
100
3.1 Tamizado húmedo:
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.1.5
3.1.6
Se registra el peso de la muestra seca a masa constante a 110 ± 5 ºC (aproximando a
0,1 [gr] para las arenas y a 1 [gr] para las gravas), como ma.
La muestra se coloca en un recipiente de lavado, para ser cubierta con agua potable y
agitada, de tal manera de dejar las partículas más finas en suspensión.
Se vacía el agua con el material mas fino en suspensión a través de los tamices
señalados en el punto 2.3
Repetir la operación hasta que el agua de la muestra salga clara y limpia.
Reunir el material retenido en ambos tamices junto con la muestra ya lavada y secarla
al horno hasta masa constante a 100 ± 5ºC
Una vez fría, pesar y registrar la masa de la muestra lavada y seca como md
4. CALCULOS
4.1 Cálculo del material fino inferior a 0.08 [mm].
 m − md

F =  a
* 100 [%]
 ma

Donde:
ma = masa del árido antes de lavar [gr]
md= masa del árido después de lavar [gr]
LABORATORIO TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN
GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS
1.- ARENA
Sobre tamaño [%]
Da
Módulo de finura
Dn
Tipo de arena
Tamiz
3/8”
[10mm]
Nº4
[5mm]
Nº8
[2,5mm]
Nº16
[1,25mm]
Nº30
[0,630mm]
Nº50
[0,315mm]
Peso retenido
%Ret. Parcial
%Ret. Acumulado
%Que pasa
Nº100 [0,160mm]
BNº100
2.- GRAVA
Sobre tamaño [%]
Da
Grado
Dn
Tamiz
3”
[80mm]
2 ½”
[63mm]
2”
[50mm]
1 ½”
[40mm]
1”
[25mm]
¾”
[20mm]
½”
[12,5mm]
3/8”
[10mm]
Observaciones:
Peso retenido
%Ret. Parcial
%Ret. Acumulado
%Que pasa
CURVA GRANULOMÉTRICA
Laboratorio: __________________________________________________
Tipo de Arido: __________________________________________________