UNVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

SEGUNDA PRÁCTICA DE TECNOLOGIA DE MATERIALES

TEMA: ANÁLISIS GRANULOMÉTRICOPROFESOR: Ing. Mario Ojeda Escobedo

HORARIO: Jueves de 2:00 p.m. – 4:00p.m.

PRESENTADO POR:AGUILAR PONCE DE LEON, Alejandro ErasmoBOMBILLA PEÑALVA, GabrielaCARRILLO RONDON, Johana FlaviaCHALLAPA TAYPE, NiltonCONZA HUARACHI, BrunoCUTIPA VALENCIA, AlexandraFLORES PEREZ, Hector AngelHIDALGO MAMANI, AivlysHUAMANI HILARIO, ThaisMONTOYA MORALES, Renzo AlexanderPHOCO TACO, Vladimir FranklinQUISPE GARCÍA, Juan LuisRAMOS MAMANI, Giovani RosselSANCHEZ ALVAREZ, ArianaTUNQUE ARIAS, Joao

ANALISIS GRANULOMETRICOMARCO TEORICO

1. INTRODUCCION Los granos que conforman en suelo y tienen diferente tamaño, van desde los grandes que son los que se pueden tomar fácilmente con las manos, hasta los granos pequeños, los que no se pueden ver con un microscopio. El análisis granulométrico al cuál se somete un suelo es de mucha ayuda par a 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.Los Análisis Granulométricos se realizaran mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferente enumeración, dependiendo de la separación de los cuadros de la maya. Los granos que pasen o se queden en el tamiz tienen sus características ya determinadas. Para el ensayo o el análisis de granos gruesos será muy recomendado el método del Tamiz; pero cuando se trata de granos finos este no es muy preciso, porque se le es más difícil a la muestra pasar por una maya tan fina; Debido a esto el Análisis granulométrico de Granos finos será bueno utilizar otro método.

2. NORMAS Y ESPECIFICACIONES TECNICASASTM C 136 – 01. “Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates”Método estándar de ensayo para análisis por tamizado de agregados fino y grueso.

ASTM C 117 – 95. “Standard Test Method For Materials Finer Than 75 m Sieve in Mineral Aggregates by Washing”Método de ensayo estándar para material más fino que la malla Nº 200 (75 m) en agregado mineral por lavado.

AASHTO T27-99. Sieve analysis of fine & coarse aggregate

NLT 150/89. Análisis granulométrico de áridos gruesos y finos.

3. ANÁLISIS GRANULOMETRICO DE AGREGADO FINO Y GRUESO

La finalidad de un análisis granulométrico es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. Así es posible también su clasificación mediante sistemas como AASHTO o USCS. El ensayo es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en bases o sub-bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc., depende de este análisis.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.La serie de tamices utilizados para agregado grueso son 3", 2", 1½", 1", ¾", ½", 3/8", # 4 y para agregado fino son # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100.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. 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.Este método se usa principalmente para determinar la granulometría de los materiales propuestos que serán utilizados como agregados. Los resultados se emplean para determinar el cumplimiento de los requerimientos de las especificaciones que son aplicables y para suministrar los datos necesarios para la producción de diferentes agregados y mezclas que contengan agregados. Los datos pueden también servir para el desarrollo de las relaciones.

a. Para agregado fino Módulo de Fineza ( MF)

b. Para agregado grueso Tamaño máximo ( TM) Tamaño Máximo Nominal (TMN)

4. MODULO DE FINEZA

El módulo de fineza del agregado fino, es el índice aproximado que nos describe en forma rápida y breve la proporción de finos o de gruesos que se tiene en las partículas que lo constituyen.

El módulo de fineza de la arena se calcula sumando los porcentajes acumulados en las mallas siguientes: Numero 4, 8, 16, 30, 50 y 100 inclusive y dividiendo el total entre cien.

Es un indicador de la fineza de un agregado: cuanto mayor sea el módulo de fineza, más grueso es el agregado.Es útil para estimar las proporciones de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto.

EJEMPLO

Tengamos la siguiente prueba granulométrica y calcular el módulo de fineza.Numero de Malla

% de retenido

% de acumulado

% que pasa

4 0 0 1008 9 9 9116 22 31 6930 24 55 4550 10 65 35100 23 88 12

MODULO DE FINEZA = (0+9+31+55+65+88)/100 = 248/100 = 2.48 ≈ 2.5

El rango del módulo de fineza de la arena es de 2.3 a 3.1

Si el módulo d fineza de una arena es de 2.3 se trata de una arena fina; y si el modulo se encuentra entre 2.3 a 3.1 se trata de una arena mediana. Y si el modulo es mayor de 3.1 se trata de una arena gruesa.

5. PESO ESPECÍFICO UNITARIOPor definición, el peso específico unitario, es la relación de la masa del agregado que ocupa un volumen patrón unitario entre la magnitud de éste, incluyendo el volumen de vacíos propio del agregado, que ha de ir a ocupar parte de este volumen unitario patrón. El peso específico unitario, tiene idéntica definición al peso unitario simplemente, es decir, peso dividido por el volumen, pero la diferencia fundamental con el peso específico, es que el volumen es el aparente, es decir este volumen incluye los vacíos ínter granulares, el peso no difiere. El peso específico unitario, es el peso de la muestra sobre un volumen definido del molde, viene a ser a la vez una constante de cada material, que sirve para transformar pesos a volúmenes o viceversa, principalmente en la dosificación de hormigones. Existen dos valores para el peso unitario de un material granular, dependiendo del sistema que se emplee para acomodar el material; la denominación que se le dará a cada uno de ellos será: Peso Unitario Suelto y Peso Unitario Compactado.

PESO UNITARIO SUELTO (PUS): Se denomina PUS cuando para determinarla se coloca el material seco suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y a continuación se nivela a ras una carilla. El concepto PUS es importante cuando se trata de manejo, transporte y almacenamiento de los agregados debido a que estos se hacen en estado suelto.PESO UNITARIO COMPACTADO (PUC): Se denomina PUC cuando los granos han sido sometidos a compactación incrementando así el grado de acomodamiento de las partículas de agregado y por lo tanto el valor de la masa unitaria. El PUC es importante desde el punto de vista diseño de mezclas ya que con él se determina el volumen absoluto de los agregados por cuanto estos van a estar sometidos a una compactación durante el proceso de colocación de agregado.

FORMULAS A DETERMINAR LOS CALCULOS PESO DEL AGREGADO (PA): PA = PT – PM PESO UNITARIO DEL AGREGADO (PU):PU = PA / VM Dónde: PM = Peso de molde VM = Volumen de molde PT = peso de (molde + agregado)

5.1. PROCEDIMIENTOS

AGREGADO FINO – ARENA GRUESA

a) Calibración del recipiente para Agregado Fino Se procede a pesar el recipiente cilíndrico vacío, en donde se

colocará la muestra. Luego se le agrega agua hasta llenar el recipiente. Colocamos la placa de vidrio en la parte superior y con una

jeringa rellenamos el agua para que esté completamente lleno. Finalmente se pesa el recipiente con el agua.

b) Peso Unitario Suelto [PUS] – Agregado Fino Se procede a pesar el recipiente cilíndrico; la balanza debe de

tener una exactitud del 0.1% es decir, 0.01g de precisión. Se pone la arena gruesa en un recipiente, para luego colocarla

en el molde cilíndrico. Luego sobre el recipiente se agrega la arena en forma helicoidal

a una altura no mayor de 5 cm de la superficie del recipiente, hasta que esté totalmente lleno.

Posteriormente con la varilla de acero se procede a quitar con mucho cuidado el exceso de arena para que quede a nivel del recipiente, a este proceso se le llama Enrasado.

Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con la arena.

c) Peso Unitario Compactado [PUC] – Agregado Fino Se procede a pesar el recipiente cilíndrico; la balanza debe de

tener una exactitud del 0.1% es decir, 0.01g de precisión.

Se pone la arena gruesa en un recipiente, para luego colocarla en el molde cilíndrico.

Luego se introduce la arena al molde cilíndrico hasta 1/3 de su capacidad. Seguidamente con una varilla de acero de Ø5/8’’ procedemos a golpear 25 veces en forma helicoidal.

Luego se sigue agregando la arena hasta los 2/3 de su capacidad. Y también se procede a compactar con la varilla de acero los 25 golpes en forma helicoidal.

Luego se agrega la arena hasta llenar el recipiente incluso un poco más. Y se procede al compactado del mismo con 25 golpes en forma helicoidal.

Posteriormente con la varilla de acero se procede a quitar con mucho cuidado el para que quede a nivel del recipiente, a este proceso se le llama Enrasado.

Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con la arena compactada.

AGREGADO GRUESO – PIEDRA CHANCADA DE ¾’’

a) Calibración del recipiente para Agregado Grueso Se procede a pesar el recipiente cilíndrico vacío, en donde se

colocará la muestra. Luego se le agrega agua hasta llenar el recipiente. Colocamos la placa de vidrio en la parte superior y con una

jeringa rellenamos el agua para que esté completamente lleno. Finalmente se pesa el recipiente con el agua.

b) Peso Unitario Suelto [PUS] -Agregado Grueso Se procede a pesar el recipiente cilíndrico; la balanza debe de

tener una exactitud del 0.1% es decir, 0.01g de precisión.

Se pone la piedra chancada en un recipiente, para luego colocarla en el molde cilíndrico.

Luego sobre el recipiente se agrega la piedra chancada en forma helicoidal a una altura no mayor de 5 cm de la superficie del recipiente, hasta que esté totalmente lleno.

Posteriormente con la varilla de acero se procede a quitar con mucho cuidado el exceso de piedra para que quede a nivel del recipiente, a este proceso se le llama Enrasado.

Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con la piedra chancada.

c) Peso unitario compactado [PUC]- Agregado grueso Se procede a pesar el recipiente cilíndrico; la balanza debe de

tener una exactitud del 0.1% es decir, 0.01g de precisión. Luego se pone la piedra chancada en un recipiente, para luego

colocarla en el molde cilíndrico. Luego se introduce la piedra chancada al molde cilíndrico hasta

1/3 de su capacidad. Seguidamente con una varilla de acero de Ø5/8’’ procedemos a golpear 25 veces en forma helicoidal.

Luego se sigue agregando la piedra hasta los 2/3 de su capacidad. Y también se procede a compactar con la varilla los 25 golpes en forma helicoidal.

Luego se agrega la piedra hasta llenar el recipiente incluso un poco más. Y se procede al compactado del mismo con 25 golpes en forma helicoidal.

Posteriormente con la varilla de acero se procede a quitar con mucho cuidado el para que quede a nivel del recipiente, a este proceso se le llama Enrasado.

Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con la arena compactada.

INFORMACIÓN BÁSICA SOBRE LOS MATERIALES QUE INTERVIENEN

1. AGREGADO FINO

Arena, masa desagregada e incoherente de materias minerales en estado granular fino, que consta normalmente de cuarzo (sílice) con una pequeña proporción de mica, feldespato, magnetita y otros minerales resistentes. Es el producto de la desintegración química y mecánica de las rocas bajo meteorización y abrasión. Cuando las partículas acaban de formarse suelen ser angulosas y puntiagudas, haciéndose más pequeñas y redondeadas por la fricción provocada por el viento y el agua.El agregado fino consistirá en arena natural proveniente de canteras aluviales o de arena producida artificialmente. La forma de las partículas deberá ser generalmente cúbica o esférica y razonablemente libre de

partículas delgadas, planas o alargadas. La arena natural estará constituida por fragmentos de roca limpios, duros, compactos, durables.En la producción artificial del agregado fino no deben utilizarse rocas que se quiebren en partículas laminares planas o alargadas, independientemente del equipo de procesamiento empleado.

2. AGREGADO GRUESO

La grava o agregado grueso es uno de los principales componentes del hormigón o concreto, por este motivo su calidad es sumamente importante para garantizar buenos resultados en la preparación de estructuras de hormigón.El agregado grueso estará formado por roca o grava triturada obtenida de las fuentes previamente seleccionadas y analizadas en laboratorio, para certificar su calidad. El tamaño mínimo será de 4,8 mm. El agregado grueso debe ser duro, resistente, limpio y sin recubrimiento de materiales extraños o de polvo, los cuales, en caso de presentarse, deberán ser eliminados mediante un procedimiento adecuado, como por ejemplo el lavado.La forma de las partículas más pequeñas del agregado grueso de roca o grava triturada deberá ser generalmente cúbica y deberá estar razonablemente libre de partículas delgadas, planas o alargadas en todos los tamaños. Por su tamaño, las gravas pueden ser desde muy pequeñas (de 3/6 a 3/8 de pulgada) hasta gravas extra grandes (de 3 a 6 pulgadas).

3. EQUIPO3.1. JUEGO DE MALLAS O TAMICES NO 4, 8 16, 30, 50, 100 Y 200, CHAROLA DE

FONDO Y TAPA

Malla metálica constituida 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. Las mallas cuadradas se aconsejan para productos de grano plano, escamas, o alargado.

3.2. ESPÁTULA

Una espátula es una herramienta que consiste en una lámina plana de metal con agarradera o mango similar a un cuchillo con punta roma.

3.3. RECIPIENTE PARA PESAR DE UNOS 500 ML DE CAPACIDADUna bandeja es una plataforma baja diseñada para transportar cosas, especialmente, bebidas y servicios de alimentación.La superficie de las bandejas es lisa, pero con los bordes levantados en todo su perímetro para evitar que los objetos resbalen y caigan de las mismas. Se diseñan en una gran variedad de formas siendo las más habituales las ovaladas o rectangulares. A veces, incorporan asas sobresalientes o recortadas en el canto para manejarlas con mayor

comodidad

3.4. CHAROLA DE LÁMINA GALVANIZADALa bandeja es un recipiente bajo y ancho para el transporte y la presentación de productos. La bandeja constituye un apropiado embalaje para el transporte de productos auto portante (latas, botes, botellas, etc.) Algunas de sus ventajas respecto a otros embalajes cerrados son las siguientes:

Menor coste del producto por su menor desarrollo de plancha y menor complejidad de montaje.

Mayor rapidez de gestión en tienda. No es necesario retirar el embalaje que se coloca directamente en el lineal.

Exposición continuada del producto.

3.5. CEPILLO O BROCHA Una brocha es un instrumento consistente en un conjunto de cerdas unidas a un mango que se utiliza para pintar, maquillarse o para otros fines.

3.6. BALANZA DE 0.01 G DE SENSIBILIDADBalanza de laboratorio diseñada para medir pequeñas masas, en un principio de un rango menor del miligramo (y que hoy día, las digitales, llegan hasta la diezmilésima de gramo: 0,0001 g o 0,1 mg). Los platillos de medición de una balanza analítica están dentro de una caja transparente provista de puertas para que no se acumule el polvo y para evitar que cualquier corriente de aire en la habitación afecte al funcionamiento de la balanza. El uso de un cierre de seguridad con ventilación equilibrada, con perfiles aerodinámicos acrílicos diseñados exclusivamente a tal fin, permite en el interior un flujo de aire continuo sin turbulencias que evita las fluctuaciones de la balanza y que se puedan medida de masas por debajo de 1 μg sin fluctuaciones ni

pérdidas de producto.

3.7. GUANTES Los guantes de látex, goma o caucho son un tipo de guante fabricado de elastómeros.Tienen su principal uso en los trabajos relacionados con elementos químicos y/o que requieren limpieza. Se pueden llevar puestos al lavar platos para proteger las manos del detergente y del agua caliente. Para su mantenimiento, se recomienda lavarlos con agua y un poco de amoniaco diluido y secarlos siempre del revés.

3.8. MASCARILLA PROTECTORA PARA EL POLVOObjeto o trozo de tela o papel que se coloca sobre la nariz y la boca y se sujeta con una goma o cinta en la cabeza, para evitar o facilitar la inhalación de ciertos gases o sustancias

3.9. GUARDAPOLVO

Prenda de vestir larga, ancha y de tela ligera, que se coloca sobre la ropa y sirve para protegerla de la suciedad.

DATOS

PESO DE MUESTRAS INICIALES

AGREGADO FINO 8

AGREGADO GRUESO 8

AGREGADO FINO

Fino 1 (kg) Fino 2 (kg) Fino 3 (kg) Fino 4 (kg)

Malla 3/4 0.0000 0.0000 0.0000 0.0110 0.0110Malla 1/2 0.0223 0.0000 0.0111 0.0161 0.0496 Malla 3/8 0.0167 0.0168 0.0111 0.0361 0.0807

Malla 4 0.0557 0.0782 0.0946 0.0896 0.3181Malla 8 0.1171 0.1285 0.1169 0.1268 0.4892

Malla 16 0.1617 0.1508 0.2059 0.2108 0.7292Malla 30 0.2676 0.2849 0.2782 0.3481 1.1788Malla 50 0.5184 0.5419 0.5398 0.7145 2.3146

Malla 100 0.5797 0.5195 0.5342 0.5089 2.1424Malla 200 0.1895 0.1732 0.1669 0.1569 0.6865

total 8.0000

ARENA GRUESA

Grueso 1 (kg) Grueso 2 (kg) Grueso 3 (kg) Grueso 4 (kg) total

Malla 3/4 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000Malla 1/2 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 Malla 3/8 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Malla 4 0.0400 0.0394 0.0500 0.0450 0.1744Malla 8 0.1800 0.1725 0.2200 0.1950 0.7675

Malla 16 0.3400 0.3458 0.3700 0.3800 1.4358Malla 30 0.5500 0.4689 0.5300 0.4500 1.9989Malla 50 0.5200 0.4931 0.6000 0.5000 2.1131

Malla 100 0.2800 0.2514 0.3150 0.2950 1.1414Malla 200 0.1000 0.0689 0.0950 0.1050 0.3689

Total de muestra 8.0000

AFIRMADO

Grueso 1 (kg) Grueso 2 (kg) totalMalla 3/4 0.0000 0.0000 0.0000Malla 1/2 0.0000 0.0000 0.0000 Malla 3/8 0.0000 0.0000 0.0000

Malla 4 0.0400 0.0394 0.0794Malla 8 0.1800 0.1725 0.3525

Malla 16 0.3400 0.3458 0.6858Malla 30 0.5500 0.4689 1.0189Malla 50 0.5200 0.4931 1.0131

Malla 100 0.2800 0.2514 0.5314Malla 200 0.1000 0.0689 0.1689

Total de muestra 3.8500

ANALISIS DE DATOS

ARENA FINA

AGREGADO FINOTAMIZ G1

PULG D(mm) PESO (gr) PORCENTAJE RETENIDO (%) PORCENTAJE PASANTE (%)

3/4 19.05 0.011 0.137 99.863 1/2 12.70 0.050 0.619 99.243 3/8 9.53 0.081 1.009 98.234

4 4.75 0.318 3.976 94.2588 2.38 0.489 6.115 88.143

16 1.19 0.729 9.115 79.02830 0.63 1.179 14.735 64.29350 0.38 2.315 28.932 35.361

100 0.19 2.142 26.780 8.581200 0.10 0.686 8.581 0.000

PESO INICIAL DE LA MUESTRA kg 8.000

PESO FINAL DE LA MUESTRA kg 8.000PESO PERDIDO kg 0.000

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD 2.978

COEFICIENTE DE CURVATURA 0.981D10 0.200D30 0.342D60 0.596

GRADACION MAL GRADUADOPORCENTAJE GRAVA (%) 5.74PORCENTAJE ARENA (%) 94.26NOMBRE DE AGREGADO ARENA MAL GRADUADO

ARENA GRUESA

ARENA GRUESATAMIZ G1

PULG D(mm) PESO (gr) PORCENTAJE RETENIDO (%) PORCENTAJE PASANTE (%)

3/4 19.05 0.000 0.000 100.000 1/2 12.70 0.000 0.000 100.000 3/8 9.53 0.000 0.000 100.000

4 4.75 0.174 2.180 97.8208 2.38 0.767 9.593 88.226

16 1.19 1.436 17.947 70.27930 0.63 1.999 24.987 45.29350 0.38 2.113 26.414 18.879

100 0.19 1.141 14.267 4.611200 0.10 0.369 4.611 0.000

PESO INICIAL DE LA MUESTRA kg 8.000PESO FINAL DE LA MUESTRA kg 8.000

PESO PERDIDO kg 0.000

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD (Cu) 3.666

COEFICIENTE DE CURVATURA (Cc) 0.943D10 0.262D30 0.487D60 0.960

GRADACION MAL GRADUADOPORCENTAJE GRAVA (%) 2.180PORCENTAJE ARENA (%) 97.820NOMBRE DE AGREGADO ARENA MAL GRADUADO

AFIRMADO

AFIRMADOTAMIZ G1

PULG D(mm) PESO (gr) PORCENTAJE RETENIDO (%) PORCENTAJE PASANTE (%)

3/4 19.05 0.000 0.000 100.000 1/2 12.70 0.000 0.000 100.000 3/8 9.53 0.000 0.000 100.000

4 4.75 0.079 2.063 97.9378 2.38 0.352 9.155 88.782

16 1.19 0.686 17.812 70.97030 0.63 1.019 26.466 44.50450 0.38 1.013 26.315 18.190

100 0.19 0.531 13.802 4.387200 0.10 0.169 4.387 0.000

PESO INICIAL DE LA MUESTRA kg 4.000PESO FINAL DE LA MUESTRA kg 3.850

PESO PERDIDO kg 0.150

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD (Cu) 3.584

COEFICIENTE DE CURVATURA (Cc) 0.952D10 0.267D30 0.494D60 0.958

GRADACION MAL GRADUADOPORCENTAJE GRAVA (%) 2.063PORCENTAJE ARENA (%) 97.937NOMBRE DE AGREGADO ARENA MAL GRADUADO