“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional” TEMA: INFORME DE LABORATORIO N°3 “ANALISIS GRANULOMETRICO DE AGREGADOS” CURSO: TECNOLOGIA DE CONCRETO DOCENTE: SOLORZANO POMA JAINER ELOY SEMESTRE ACADEMICO: 2021-2 INTEGRANTES: TOLEDO CAPILLO ALEX CAMILO CASTILLO RONALD CONDORI EUSCATEGUI CHRISTIAN ROMERO HUERTA JHONATAN QUISPE TREJO CRISTIAN MAX SANTOS ROSALES JONATHAN 181.0906.060 191.0906.074 191.0906.031 092.0904.633 141.0904.442 191.0906.060 HUARAZ – FEBRERO DEL AÑO 2022 1 INDICE INTRODUCCION ............................................................................................................................. 3 OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 4 MARCO TEORICO ........................................................................................................................... 4 EQUIPOS E INSTRUMENTOS .......................................................................................................... 7 PROCEDIMIENTO ........................................................................................................................... 7 CALCULOS ...................................................................................................................................... 8 RESULTADOS ................................................................................................................................. 9 DISCUSIONES ............................................................................................................................... 12 CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 14 RECOMENDACIONES ................................................................................................................... 15 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................................................... 15 2 INTRODUCCION En el siguiente informe se pretende dar a conocer algunos conceptos básicos, los procesos y cálculos para la elaboración del análisis granulométrico, realizado con ayuda de ciertos equipos utilizados en el laboratorio. La granulometría es una propiedad que presentan los suelos para su descripción, detallado e identificación de cada uno de ellos; es determinada con la finalidad de describir el comportamiento, trabajabilidad, y constitución que debe tener un agregado con fines constructivo. Así mismo podemos decir que es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por análisis de tamices. Según Norma ASTM 136 (S.F). Los análisis granulométricos se realizarán mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferentes enumeraciones, dependiendo de la separación de los cuadros de la malla. 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 malla tan fina; debido a esto el análisis granulométrico de granos finos será bueno utilizar otro método (Análisis Hidrométrico). Este análisis se emplea de forma muy habitual para poder interpretar el comportamiento de los suelos; es común para la identificación y caracterización de los materiales geológicos en la ingeniería. Además, se usa para determinar si esa granulometría es conveniente para producir hormigón o usarlo como relleno en una construcción. 3 OBJETIVOS Determinar por medio de una serie de tamices la distribución de partículas de agregados grueso y fino en una muestra seca de peso conocido. MARCO TEORICO a) Agregado Generalmente se entiende por agregado a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable, así mismo al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están entre los límites fijados en la norma NTP 400.011. El agregado es el material granular, generalmente inerte, resultante de la desintegración natural, desgaste o trituración de rocas, de escorias siderúrgicas convenientemente preparadas para tal fin o de otros materiales suficientemente duros, que permiten obtener partículas de forma y tamaños estables, destinados a ser empleados en el concreto. b) Análisis Granulométrico. Es la representación numérica de la distribución volumétrica de las partículas por tamaños” Los valores hallados se representan gráficamente en un sistema coordenado semi-logarítmico que permite apreciar la distribución acumulada. La serie de tamices Standard para el análisis granulométrico empieza con abertura de 3” cuadrada y la siguiente tiene una abertura igual a la mitad de la anterior. El número de las mallas se establece en función del número de aberturas por pulgada cuadrada. El significado práctico del análisis granulométrico de los agregados estriba en que la granulometría influye directamente en muchas propiedades del concreto fresco, así como en algunas del concreto endurecido, por lo que interviene como elemento indispensable en todos los métodos de Diseño de Mezclas. Se aplica para determinar la gradación de materiales propuestos para uso como agregados o los que están siendo usados como tales. Los resultados serán usados para determinar el cumplimiento de la distribución del tamaño de partículas con los requisitos exigidos en la 4 especificación técnica de la obra y proporcionar datos necesarios para el control de producción de agregados. Tamices Estándar Denominación Abertura en del Tamiz Pulgadas 3” 3.00 11/2” 1.50 ¾” 0.75 3/8” 0.375 Nº4 0.187 Nº8 0.0937 Nº16 0.0469 Nº30 0.0234 Nº50 0.0117 Nº100 0.0059 Nº200 0.0029 Abertura en mm 75.00 37.5 19.00 9.50 4.75 2.36 1.18 0.59 0.295 0.1475 0.0737 c) Módulo de Fineza (MF) Se define como la Sumatoria de los porcentajes retenidos acumulativos de la serie de tamices standard hasta el tamiz Nº 100 y esta cantidad dividida entre 100. El sustento matemático del MF reside en que es proporcional al promedio logarítmico del tamaño de partículas de una cierta distribución granulométrica. Debe tenerse en cuenta que se aplica tanto a la piedra como a la arena, pues en general sirva para caracterizar cada agregado independientemente o la mezcla de agregados en conjunto. La base experimental que apoya al MF es que: Granulometrías con igual MF independientemente de la gradación individual, requieren la misma cantidad de agua para producir mezclas de concreto de similar plasticidad y resistencia, siendo un parámetro ideal para el diseño y control de mezclas. d) Módulo de Fineza del agregado El módulo de fineza que es un número adimensional que es calculado por medio de datos del análisis granulométrico, sumando los porcentajes retenidos acumulados del agregado en cada uno de los tamices y dividiéndolos entre 100. Las mallas utilizadas para hallar el módulo de fineza son: 3”, 1 1/2”, 3/4”, 3/8”, Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50, Nº100. 5 MF % Acumulados retenidos (3”, 11/2”, 3/4”, 3/8”, Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50, Nº100) 100 El módulo de fineza de un agregado es un número adimensional el cual nos indica que tan grandes o pequeñas son las partículas del agregado en estudio es decir mientras más grande es el módulo de fineza las partículas del agregado serán de mayor tamaño. Las razones más importantes para usar este parámetro son la influencia en la trabajabilidad y el requerimiento de la cantidad de agua puesto que dos agregados que tengan similar módulo de fineza tendrán similares características para ser usados en una mezcla de concreto. e) Método de ensayo estándar para agregado fino Este método de ensayo es propuesto debido a que el material más fino que 0.075 mm puede ser separado de las partículas gruesas, mucho más eficiente y completamente a través del tamizado en seco. Por tal razón cuando se necesitan determinaciones precisas del material más fino que la malla de 0.075 mm en agregado fino o grueso, este método es usado en la muestra previamente tamizado en seco (Norma ASTM C 136). El resultado de este método de ensayo es incluido en los cálculos de análisis por tamizado de agregado grueso y fino. Usualmente, la cantidad adicional de material más fino de o.075 mm obtenido en el proceso de tamizado en seco, es una cantidad pequeña. Si fuera grande la eficiencia puede ser verificada. Esto puede ser también una indicación de degradación del agregado. f) Método de ensayo estándar para agregado grueso: Este método de ensayo es utilizado para determinar la graduación de materiales propuestos para usarse como agregados o que están siendo usados como agregados. Los resultados son utilizados para determinar el cumplimiento de la distribución del tamaño de las partículas con los requerimientos aplicables especificados y para proporcionar información necesaria para el control de la producción de productos de varios agregados y de las mezclas que los contiene. La información también puede ser usada en el desarrollo de relaciones concernientes a la porosidad y el empaque. El ensayo trata básicamente de separar una muestra de agregado seco de masa conocida, a través de una serie de tamices progresivamente menores, con el objeto de determinar el tamaño de las partículas. g) Grafica de granulometría La curva granulométrica es una representación gráfica de los resultados del ensayo de granulometría. La información obtenida del análisis granulométrico se 6 presenta en forma de curva, donde el porcentaje que pasa es graficado en las ordenadas y el diámetro de las partículas en las abscisas. A partir de la curva interior, se pueden obtener diámetros característicos. Un indicador de la variación del tamaño de los granos en la muestra se obtiene mediante el coeficiente de uniformidad. También existe otro parámetro y es el coeficiente de concavidad el cual es la medida de la forma de la curva. Otro indicador importante es el módulo de fineza, que describe los tamaños de los agregados finos (arenas). EQUIPOS E INSTRUMENTOS - Balanzas: - Horno: Capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 ± 5 °C. - Tamices: Tamices seleccionados de acuerdo con las especificaciones del material que se ensayó. - Agregado fino - Agregado grueso PROCEDIMIENTO 1.1. Preparación de la muestra a. Agregado grueso: Al igual que para el agregado fino, el material se homogenizó y se redujo hasta el tamaño de muestra requerido, para este caso unos 2000 gramos aproximadamente, luego se lavó para eliminar impurezas y se secó la muestra a una temperatura de 110 ± 5 °C por 24 horas aproximadamente. b. Agregado fino: El material se homogenizó y se redujo hasta el tamaño de muestra requerido, para este caso unos 2000 gramos aproximadamente, luego se lavó para eliminar impurezas y se secó la muestra a una temperatura de 110 ± 5 °C por 24 horas aproximadamente. 1.2. Desarrollo de la prueba a. Granulometría del agregado grueso - Se registró la masa inicial de la muestra seca del agregado grueso. - Se seleccionaron los tamices para realizar el ensayo (1”,3/4”,1/2”,3/8”,1/4” y N°4). 7 - Se colocó la muestra sobre el tamiz de mayor abertura y se agitó manualmente por un tiempo aproximado de 5 min. - Se pesó la cantidad retenida por el tamiz. Se repitió de igual manera para los demás tamices hasta que al final se pudo obtener el peso que se usó en un principio. - Se colocó cada porción retenida en la superficie de la mesa del laboratorio para observar la gradación del agrado grueso b. Granulometría del agregado fino - Se registró la masa inicial de la muestra seca del agregado fino. - Se seleccionaron los tamices para realizar el ensayo (N°4, N°8, N°40, N°100 y N°200). - Se colocó la muestra sobre el tamiz de mayor abertura y se agitó manualmente por un tiempo aproximado de 5 min. - Se pesó la cantidad retenida por el tamiz. Se repitió de igual manera para los demás tamices hasta que al final se pudo obtener el peso que se usó en un principio. - Se colocó cada porción retenida en la superficie de la mesa del laboratorio para observar la gradación del agrado grueso - Se lavó la arena retenida en la malla N° 200, para eliminar arcillas y limos del agregado. - Se secó a temperatura de 110° por 24 horas y luego se pesó. CALCULOS - Cálculo de la masa retenida parcial por tamiz respecto a la masa total antes del cribado con aproximación de 0.1 % (1 decimal). Retenido parcial (%) Masa retenida en cada tamiz 100 Masa inicial de la muestra - Cálculo del porcentaje de material que pasa por cada tamiz con aproximación de 0.1 % (1 decimal). Material pasante (%) % que pasa el tamiz superior % masa retenida parcial - Cálculo de la diferencia de masas de la muestra de agregado final (después del tamizado), respecto a la masa inicial de la muestra; con aproximación de 0.1 %. Si la diferencia de masas es mayor al 0.3 % o negativa, el ensayo deberá ser descartado 8 Diferencia de masas (%) A B 100 A Donde: A : Masa inicial de la muestra antes del cribado. B : Masa final de la muestra después del cribado. - Curva granulométrica; se grafica la curva granulométrica en función de la abertura del tamiz. El eje de las abscisas será la abertura elevada a la 0.45 de cada tamiz (mm) y el eje de las ordenadas será el porcentaje (%) que pasa en cada tamiz. - Módulo de fineza; se obtiene sumando los porcentajes retenidos acumulados del agregado en cada uno de los tamices y dividiéndolos entre 100 MF % Acumulados retenidos (3”, 11/2”, 3/4”, 3/8”, Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50, Nº100) 100 RESULTADOS a. Agregado grueso - Tabla de resultados Masa inicial = 1489 g Tamiz Nº mm 3” 2 ½” 2” 1 ½” 1” ¾” ½” ⅜” Nº 4 Menor Nº 4 Total 75.0 63.0 50.0 37.5 25.0 19.0 12.5 9.5 4.75 Masa Retenida (g) 0 0 0 0 93.19 350.90 484.89 337.69 202.73 16.24 1485.64 Tamaño Máximo Nominal = 1” Retenido Retenido Material Parcial Parcial Pasante Acumulado (%) (%) (%) 0 0 100.00 0 0 100.00 0 0 100.00 0 0 100.00 6.26 6.26 93.74 23.56 29.82 70.18 32.56 62.38 37.62 22.68 85.06 14.94 13.62 98.68 1.32 1.09 99.77 - Diferencia de masas (%) Descripción Masa inicial de la muestra antes del cribado Unidad g Símbolo Cantidad A 1489 9 Masa final de la muestra después del cribado Diferencia de masas de la muestra de agregado g B 1485.64 % A B 100 A 0.23 - Curva granulométrica del agregado grueso 100 90 % Pasante 80 70 60 50 40 30 20 10 0 40 Abertura de la malla (mm) 4 - Módulo de fineza Tamiz Nº 3” 2 ½” 2” 1 ½” 1” ¾” ½” ⅜” Nº 4 MF MF mm 75.0 63.0 50.0 37.5 25.0 19.0 12.5 9.5 4.75 Retenido Parcial Acumulado (%) 0 0 0 0 6.26 29.82 62.38 85.06 98.68 % Acumulados retenidos (3”, 1 1 2 ”, 3/4”, 3/8”, Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50, Nº100) 100 0 0 29.82 85.06 98.68 100 100 100 100 100 100 MF 7.1356 b. Agregado fino 10 - Tabla de resultados Tamaño Máximo Nominal = Nº Masa inicial = 1483 g 4 Tamiz Nº mm Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº 100 Nº 200 Menor Nº 200 Total 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 0.075 Retenido Retenido Parcial Parcial Acumulado (%) (%) 0 0 17.65 17.65 14.43 32.08 28.04 60.12 16.57 76.69 18.43 95.12 4.44 99.56 0.27 99.83 Masa Retenida (g) 0 261.81 213.99 415.76 245.73 273.32 65.88 4.06 1480.55 Material Pasante (%) 100 82.35 67.92 39.88 23.31 4.88 0.44 - Diferencia de masas (%) Descripción Masa inicial de la muestra antes del cribado Masa final de la muestra después del cribado Diferencia de masas de la muestra de agregado Símbolo Cantidad A 1483 g B 1480.55 % A B 100 A 0.17 Unidad g - Curva granulométrica del agregado fino 100 90 % Pasante 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 1 0,1 Abertura de la malla (mm) 11 - Módulo de fineza Tamiz MF MF Nº mm Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº 100 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 % Acumulados retenidos (3”, 1 Retenido Parcial Acumulado (%) 0 17.65 32.08 60.12 76.69 95.12 1 2 ”, 3/4”, 3/8”, Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50, Nº100) 100 0 0 0 0 0 17.65 32.08 60.12 76.69 95.12 100 MF 2.8166 DISCUSIONES a. Agregado grueso - Diferencia de masas La diferencia de masas de la muestra de agregado grueso es de 0.23%, por lo que el ensayo no es descartado. - Curva granulométrica del agregado grueso Tamiz Nº mm 3” 75.0 2 ½” 63.0 2” 50.0 1 ½” 37.5 1” 25.0 ¾” 19.0 ½” 12.5 ⅜” 9.5 Nº 4 4.75 * Huso 56 Material Pasante (%) Resultados * NTP obtenidos 400.037 100.00 --100.00 --100.00 --100.00 100 93.74 90-100 70.18 40-85 37.62 10-40 14.94 0-15 1.32 0-5 12 100 90 % Pasante 80 70 60 50 40 30 20 10 0 40 Abertura de la malla (mm) 4 En el grafico los limites según la NTP 400.037 se muestra de color rojo y el resultado obtenido se muestra de color azul. Se puede observar que el resultado se encuentra dentro de los límites establecidos por la norma, el cual demuestra que el agregado grueso posee una gradación aceptable. - Módulo de fineza Módulo de fineza Obtenido Rango Material Agregado grueso 7.1356 7.3 a 8.9 Observación El módulo de fineza obtenido se encuentra por debajo del rango inferior, esto significa que el tamaño de sus partículas es menor. b. Agregado fino - Diferencia de masas La diferencia de masas de la muestra de agregado fino es de 0.17%, por lo que el ensayo no es descartado. - Curva granulométrica del agregado fino Tamiz Nº mm Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº 100 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 Material Pasante (%) Resultados NTP obtenidos 400.037 100 95-100 82.35 80-100 67.92 50-85 39.88 25-60 23.31 5-30 4.88 0-10 13 100 90 % Pasante 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 1 0,1 Abertura de la malla (mm) En el grafico los limites según la NTP 400.037 se muestra de color rojo y el resultado obtenido se muestra de color azul. Se puede observar que el resultado se encuentra dentro de los limites establecidos por la norma, el cual demuestra que el agregado fino posee una gradación aceptable. - Módulo de fineza Material Agregado fino Módulo de fineza Obtenido Rango 2.8166 2.3 a 3.1 Observación El módulo de fineza obtenido se encuentra dentro del rango establecido, esto significa que tiene un tamaño medio de sus partículas. . CONCLUSIONES - La distribución de las partículas del agregado grueso se encuentra dentro de los límites establecidos por la NTP 400.037, el cual demuestra que el agregado posee una gradación aceptable. En cuanto a su módulo de fineza, el valor obtenido 7.1356 se encuentra por debajo del rango inferior, lo cual significa que el tamaño de sus partículas es menor. - La distribución de las partículas del agregado fino se encuentra dentro de los límites establecidos por la NTP 400.037, el cual demuestra que el agregado posee una gradación aceptable. En cuanto a su módulo de fineza, el valor obtenido 2.8166 se encuentra dentro del rango establecido, lo cual significa que tiene un tamaño medio de sus partículas. 14 RECOMENDACIONES Para realizar este ensayo los agregados deben estar completamente secos, para evitar que se adhieran a los tamices Se recomienda hacer el cuarteo para luego extraer la muestra de los lados opuestos y así obtener un agregado uniforme para el ensayo necesario. Pesar con precisión los agregados para asa obtener una muestra confiable Para realizar este experimento debemos contar con los materiales adecuados para no tener inconvenientes a la hora de realizar el ensayo. Debemos utilizar correctamente los materiales para no tener problemas en los resultados. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS https://www.academia.edu/36856973/Informe_Analisis_Granulometr ico https://pdfcoffee.com/informe-de-analisis-granulometrico-portamizado-5-pdf-free.html https://html.rincondelvago.com/informes-de-practica_analisisgranulometrico.html 15