Una descripcion de la manera de obtener la granulometria de los agregados para hormigon

1. Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil
LABORATORIO I - GRANULOMETRÍA
(Análisis de Tamices)
El análisis de tamices es utilizado para determinar la distribución de tamaños o gradación de
cuatro agregados disponibles y conseguir la mejor combinación posible de acuerdo a las
especificaciones del "American Society of Testing and Materials" (ASTM). Estos cuatro
agregados son arena de playa, arena de río, gravilla y piedra. La gradación dé los agregados es un
factor muy importante tanto para la mezcla de hormigón como para el hormigón asfáltico, ya que
de este factor dependen la economía, manejabilidad y la resistencia de la mezcla.
El análisis o prueba de tamices se lleva a cabo cerniendo los agregados a través de una serie de
tamices o cedazos enumerados. Estos tamices están en números ascendentes, esto es, #4, #8, #16,
#30, #50, #100, #200 y bandeja para agregados finos y en orden de tamaño descendente 1- ½ ",
1", ¾ ", ½ ", 3/8", #4, #8 y bandeja, para agregado grueso. El número de los tamices nos indica
las aperturas del tamiz por pulgada lineal. Cada tamiz tiene un diámetro igual a la mitad del
diámetro del tamiz que le precede. Esta numeración varía debido al grueso del alambre utilizado
para la malla. El uso de todos los tamices dependerá de la precisión que se requiera o de las
especificaciones, ya que en ocasiones sólo utilizaremos algunos de ellos.
Se conoce como agregado fino a todo aquel que pasa a través del tamiz de 3/8" y el #4 y es
retenido casi completamente en el tamiz #200. Agregado grueso es aquel que se retiene en el
tamiz #4.
Se han establecido ciertas normas y límites tanto para el tamaño de los agregados como para su
granulometría, de esta manera el ingeniero puede seguir un guía o patrón al seleccionar la
combinación más adecuada de sus agregados (vea Tabla A-l).
El módulo de finura denota la finura relativa de la arena, se define como una centésima de la
suma de los porcientos retenidos acumulados hasta el tamiz #100 en la prueba de tamices de la
arena. Se utilizan seis tamices, el #4, #8, #16, #30, #50 y el #100. Mientras más pequeño sea el
número del módulo de finura, más fina será la arena. Una arena que satisfaga las
especificaciones del ASTM para hormigón debe tener valores entre 2.3 y 3.1.
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2. Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil
El cálculo de módulo de finura es como sigue:
Tamiz # Peso Retenido Porciento* Retenido Porciento
Retenido Acumulado Pasando
4 A A J 100 – J
x 100 = J
I
8 B B J+K=R 100 - R
x 100 = K
I
16 C C R + L =S 100 – S
x 100 = L
I
30 D D S+M=T 100 – T
x 100 = M
I
50 E E T+N=U 100 – U
x 100 = N
I
100 F F U+O=V 100 – V
x 100 = O
I
200 G G V+P=W 100 – W
x 100 = P
I
Bandeja H H W+Q=X 100 – X
x 100 = Q
I
=I Σ = 100
Σ % Retenido Acumulado (hasta el tamiz # 100)
Módulo de finura =
100
J + R + S +T +U +V
=
100
* El porciento retenido en cualquier tamiz no debe sobrepasar de 45%.
Equipo
1. Serie de tamices con tapa y bandeja, para agregados finos: #4, #8, #16, #30, 50, #100,
#200, bandeja.
2. Serie de tamices para agregado grueso: 1 – ½ ", 1", ¾ ", ½ ", 3/8", #4, #8, bandeja.
3. Bandejas
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3. Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil
4. Espátulas y cucharas
5. Cacerolas
6. Cepillos
7. Separador
8. Vibradores eléctricos
9. Palas
Procedimiento
1. Para agregado grueso (piedra y gravilla)
a) Seleccione el material de diferentes partes de la pila, esto es, del tope, del centro, de los
lados y de la parte de abajo, recoja tres bandejas grandes (aproximadamente cuatro veces
la cantidad que necesita) y mezcle bien, luego separe la mezcla en cuatro partes iguales,
mezcle dos de las partes opuestas y descarte las otras dos como se muestra en la Figura 1.
Luego de mezclar nuevamente repita el procedimiento anterior y utilice el sobrante (cabe
en una bandeja grande) . Esta debe ser una muestra representativa del agregado.
Figura 1: Selección del agregado de manera que la muestra sea representativa de la pila
b) Pese su muestra, ésta debe ser alrededor de 25 lbs. de piedra y 10 lbs. de gravilla.
c) Asegúrese de que los tamices estén limpios antes de la prueba. Acomode los tamices en el
vibrador en el siguiente orden, 1- ½", 1", ¾", ½", 3/8", #4, #8 y bandeja. Asegúrelos.
d) Coloque la cantidad de agregado pesado en la parte superior de los tamices previamente
ordenados, tápelos. Solicite la autorización del instructor o del técnico del laboratorio
para encender el vibrador por espacio de un minuto aproximadamente.
e) Pese el material retenido en cada tamiz y el que se quedó en la bandeja, anote esto en la
hoja de datos. La suma de estas cantidades debe tener una diferencia no mayor de l%, si
es mayor, el procedimiento se debe repetir. Guarde el material sobrante. Nota: Utilice la
misma balanza para pesar los agregados antes y después de pasarlos por los tamices de
manera que se disminuyan los errores de instrumentación.
f) Calcule el por ciento retenido, por ciento retenido acumulado y el por ciento pasando en
cada tamiz como se demostró en la tabla anterior. Anote estos resultados en la hoja de
datos.
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4. Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil
2. Para agregado fino (arena de playa y arena de río)
a) Recoja una bandeja grande llena (cuatro veces la cantidad que necesita para la prueba, del
tope, centro, lados y parte de abajo de la pila), pásela por el separador de arenas dos veces
(solicite instrucciones al instructor o técnico), esto dividirá la muestra en dos cada vez
que la pase por el separador, descarte una mitad cada vez que la pase por el separador y
utilice la última.
b) Pese su muestra, ésta debe ser alrededor de 300 gramos de arena de playa, y 500 gramos
de arena de río.
c) Ordene los tamices en el orden siguiente: #4, #8, #16, #30, #50, #100, #200, bandeja.
d) Siga el mismo procedimiento que para agregado grueso en pasos (d), (e) y (f) además
compute el modulo de finura para cada tipo de arena.
Resultados
1. Prepare un gráfico para la combinación de arena de playa y arena de río. Para esto es
necesario que se incluya en la gráfica titulada % Pasando Combinación de Arenas los por
cientos pasando para cada tamiz correspondientes a la arena de playa y arena de río en el
eje vertical de la derecha y de la izquierda respectivamente. Luego trace una línea que
una el por ciento pasando del tamiz #n de la arena de playa con el % pasando del tamiz
#n de la arena de río y marque las especificaciones en la misma línea. Haga esto para
cada tamiz. Determine de este gráfico el % de cada arena que satisface las
especificaciones de granulometría. Esto se hace buscando en el gráfico donde una línea
vertical pasa entre los límites de las especificaciones. El % de arena de río se lee en el eje
x. Complete la tabla de la combinación de las arenas interpolando en la gráfica
correspondiente y completando los demás valores en la tabla.
2. Dibuje la curva de granulometría de cada arena, la curva de granulometría especificada y
la curva de la combinación de arenas. Use diferentes colores para cada una.
3. Calcule el Módulo de Finura para cada una de las arenas incluyendo la de la combinación
de arenas.
4. Determine el número de tamaño de la granulometría de los agregados gruesos y compare
las especificaciones con los resultados. Para esto utilice la tablas de la ASTM titulada
“Grading Requirements for Coarse Aggregates” marcando el por ciento pasando de cada
tamiz en la tabla. Luego la fila que más marcas tenga horizontalmente va a ser el número
de la gradación.
5. Discuta todos los resultados de acuerdo a las especificaciones.
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5. Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil
LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCION
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL
RECINTO UNIVERSITARIO DE MAYAGUEZ
ANALISIS GRANULOMETRICO
HOJA DE DATOS
Nombre____________________ Fecha__________ Grupo__________ Sección__________
Agregado Grueso
Peso Inicial _____________ Descripción: __ Piedra___
Tamiz Peso % Retenido % Retenido % Pasando Especificación
No. Retenido Acumulado
2”
1 ½”
1“
¾”
½”
3/8”
4
8
Bandeja
Peso
Total
% Error
Gradación # .
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6. Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil
LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCION
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL
RECINTO UNIVERSITARIO DE MAYAGUEZ
ANALISIS GRANULOMETRICO
HOJA DE DATOS
Nombre____________________ Fecha__________ Grupo__________ Sección__________
Agregado Grueso
Peso Inicial _____________ Descripción: Gravilla
Tamiz Peso % Retenido % Retenido % Pasando Especificación
No. Retenido Acumulado
2”
1 ½”
1”
¾”
½”
3/8”
4
8
Bandeja
Peso
Total
% Error
Gradación # .
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7. Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil
LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCION
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL
RECINTO UNIVERSITARIO DE MAYAGUEZ
ANALISIS GRANULOMETRICO
HOJA DE DATOS
Nombre____________________ Fecha__________ Grupo__________ Sección__________
Agregado Fino
Peso Inicial _____________ Descripción: Arena de Playa
Tamiz Peso % Retenido % Retenido % Pasando Especificación
No. Retenido Acumulado
2”
1 ½”
1”
¾”
½”
3/8”
4
8
Bandeja
Peso
Total
% Error
M. F. = .
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8. Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil
LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCION
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL
RECINTO UNIVERSITARIO DE MAYAGUEZ
ANALISIS GRANULOMETRICO
HOJA DE DATOS
Nombre____________________ Fecha__________ Grupo__________ Sección__________
Agregado Fino
Peso Inicial _____________ Descripción: Arena de Río
Tamiz Peso % Retenido % Retenido % Pasando Especificación
No. Retenido Acumulado
2”
1 ½”
1”
¾”
½”
3/8”
4
8
Bandeja
Peso
Total
% Error
M. F. = .
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9. Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil
LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCION
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL
RECINTO UNIVERSITARIO DE MAYAGUEZ
% PASANDO COMBINACION DE ARENA
100 100
90 90
80 80
70 70
60 60
Arena Arena
De 50 50 De
Playa Río
40 40
30 30
20 20
10 10
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10 0
% Arena de Río 0%
TABLA DE COMBINACION DE ARENAS
Tamiz No. Peso Rendido % Retenido Porciento Especificación
Acumulado Pasando
3/8” 100
4 95-100
8 80-100
16 50-85
30 25-60
50 10-30
100 2-10
200 -
Bandeja -
% Arena de Río = % Arena de Playa = M.F. =
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10. Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil
LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCION
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL
RECINTO UNIVERSITARIO DE MAYAGUEZ
ANALISIS DE TAMICES
Nombre_____________________ Fecha________________
Grupo _____________________ Sección______________
LEYENDA
______ Piedra
______ Grava
______ Arena de Río
______ Arena de Playa
CURVAS DE GRANULOMETRIA ______ Combinación de
Arenas
100 100
P
90 90 O
80 80 R
C
70 70 I
60 60 E
N
50 50 T
O
40 40
P
30 30 A
S
20 20 A
10 10 N
D
0 0 O
200 100 50 30 16 8 4 3/8” ½” 3/4” 1”
TAMAÑO TAMIZ
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11. Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil
TABLE 2 Grading Requirements for Coarse Aggregates
Size Number Nominal Size Amounts Finer than Each Laboratory Sieve (Square-Openings), Weight Percent
(Sieves with
Square Openings)
6. Grading
6.1 Sieve Analysis - Fine aggregate, except as provided in 6.2, 6.3, and 6.4, shall be graded
within the following limits:
Sieve (specification E 11) Percent Passing
3/8 – in. (9.5-mm) 100
No. 4 (4.75-mm) 95 to 100
No. 8 (12.36-mm) 80 to 100
No. 16 (1.18-mm) 50 to 85
No. 30 (600- m) 25 to 60
No. 50 (300- m) 10 to 30
No.100 (150- m) 2 to 10
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12. Manual de Laboratorio de Materiales de Ingeniería Civil
6.2 The minimum percent shown above for material passing the No.50 (30O- m) and No. 100
(150- m) sieves may be reduced to 5 and 0, respectively, if the aggregate is to be used in air-
entrained concrete containing more than 400 lb of cement per cubic yard (237 kg/m3) or in
nonair-entrained concrete containing more than 500 lb of cement per cubic yard (297 kg/m3) or
if an approved mineral admixture is used to supply the deficiency in percent passing these sieves.
Air-entrained concrete is here considered to be concrete containing air-entraining cement or an
air-entraining agent and having an air content of more than 3 %.
6.3 The fine aggregate shall have not more than 45 % , passing any sieve and retained on the
next consecutive sieve of those shown in 6.1, and its fineness modulus shall be not less than 2.3
nor more than 3.1.
6.4 Fine aggregate failing to meet the sieve analysis and fineness modulus requirements of 6.1,
6.2, or 6.3, may be accepted provided that concrete made with similar fine aggregate from the
same source has an acceptable performance record in similar concrete construction; or, in the
absence of a demonstrable service record, provided that it is demonstrated that concrete, of the
class specified, made with the fine aggregate under consideration, will have relevant properties at
least equal to those of concrete made with the same ingredients, with the exception that a
reference fine aggregate be used which is selected from a source having an acceptable
performance record in similar concrete construction.
NOTE 3-Fine aggregate that conforms to the grading requirements of a specification, prepared
by another organization such as a state transportation agency, which is in general use in the area,
should be considered as having a satisfactory service record with regard to those concrete
properties affected by grading.
NOTE 4 - Relevant properties are those properties of the concrete which are important to the
particular application being considered. STP 169B6 provides a discussion of important concrete
properties.
6.5 For continuing shipments of fine aggregate from a given source, the fineness modulus shall
not vary more than 0.20 from the base fineness modulus. The base fineness modulus shall be that
value that is typical of the source. If necessary, the base fineness modulus may be changed when
approved by the purchaser.
NOTE 5 - The base fineness modulus should be determined from previous tests, or if no previous
tests exist, from the average of the fineness modulus values for the first ten samples (or all
preceding samples if less than ten) on the order. The proportioning of a concrete mixture may be
dependent on the base fineness modulus of the fine aggregate to be used. Therefore, when it
appears that the base fineness modulus is considerably different from the value used in the
concrete mixture, a suitable adjustment in he mixture may be necessary.
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