desgaste mÁquina de laboratorio los Ángeles · 2018-01-11 · manual de prácticas de laboratorio...
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Desgaste Maquina de Los Ángeles
DESGASTE MÁQUINA DE LOS ÁNGELES
Mérida 2017
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Manual de Prácticas de Laboratorio de Pavimentos Desgaste Maquina de Los Ángeles
258 Facultad de Ingeniería – Escuela de Civil
5.4.5. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA DE LOS AGREGADOS AL DESGASTE UTILIZANDO LA MÁQUINA DE LOS ÁNGELES
MÉTODO DE ENSAYO
COVENIN ASTM AASHTO
266-77 267-78
C 131-01 C 535
T 96-02
5.4.5.1. INTRODUCCIÓN
Este método se refiere al procedimiento que se debe seguir para realizar el ensayo de
desgaste de los agregados gruesos hasta de 37.5 mm (1½") por medio de la máquina de Los
Ángeles, así como también evaluar la resistencia al desgaste de los agregados gruesos, de
tamaños mayores de 19 mm (3/4").
Este ensayo ha sido ampliamente usado como un indicador de la calidad relativa o la
competencia de diferentes fuentes de agregados pétreos de similares composiciones
mineralógicas. Los resultados no brindan automáticamente comparaciones válidas entre
fuentes marcadamente diferentes en origen, composición o estructura.
Los límites de las especificaciones deben ser asignados con extrema precaución,
considerando los tipos de agregados disponibles y su comportamiento histórico en
aplicaciones finales específicas.
Es responsabilidad de quien emplee el ensayo, el establecimiento de prácticas
apropiadas de seguridad y salubridad, y la aplicación de limitaciones regulatorias con
anterioridad a su uso.
5.4.5.2. OBJETIVO
Determinar la resistencia al desgaste de agregados naturales o triturados, empleando
la máquina de Los Ángeles consecuencia de la acción combinada de la abrasión, machaqueo
e impacto.
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Universidad De Los Andes 259
5.4.5.3. DURACIÓN
Para realizar el ensayo y obtener los resultados se estiman un máximo de 24 horas.
5.4.5.4. EQUIPOS E IMPLEMENTOS
a) Máquina de desgaste de Los Ángeles.
b) Balanza con capacidad de 20 Kg con apreciación de 1 g.
c) Tamices para agregado grueso.
d) Horno con control de temperatura uniforme de 110 C ± 5 C.
e) Carga abrasiva o esferas metálicas de fundición o de acero.
f) Tamiz # 12.
Figura N° 1. Equipo Necesario para el ensayo
5.4.5.5. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
Horno Máquina de Desgaste de Los Ángeles
Tamiz N° 12 Esferas Metálicas
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a) La muestra para el ensayo se obtendrá mediante el tamizado separando las distintas
fracciones del agregado según el método acorde a la granulometría del material a
ensayar.
b) Las fracciones se deben lavar separadamente.
Nota 1: Si el agregado está libre de costras o de polvo, puede eliminarse el procedimiento de lavado
antes y después del ensayo.
c) La eliminación del lavado posterior rara vez reducirá la pérdida medida en más del 0.2
% del peso de la muestra original.
Si se quisiera obtener mayor información sobre la uniformidad de la muestra que se
está ensayando, determinando la pérdida después de 100 revoluciones en el caso de
agregados de tamaño mayor de 37.5 mm (1 ½”) y 200 revoluciones para agregados con
tamaño 19 mm (3/4”), no se debe lavar el material retenido en el tamiz Nº 12.
d) Una vez lavado el material se procede a introducirlo en el horno a una temperatura de
105 C y 110 C hasta que su peso sea constante.
e) Se deberá elegir en la tabla N° 1 “Granulometrías representativas de los agregados,
para la selección del método de ensayo a utilizar”, la gradación más parecida al
agregado que se va a ausar en la obra tomando en cuenta el tamaño del agregado para
la ejecución del ensayo.
Se deberá trabajar con la unión de la tabla de especificaciones de la norma ASTM C 131
y la tabla de la norma ASTM C 535 para agregados de tamaño menor de 37.5 mm (1
½”) y agregados de tamaño mayor de 19 mm (3/4”).
Nota 2: Se debe tomar en cuenta la cantidad de material a utilizar tanto para agregados de tamaño
menor de 37.5 mm (1 ½”) como para agregados de tamaño mayor de 19 mm (3/4”), en el caso de este
último se necesita mayor cantidad de material ya que entre sus retenidos se encuentran los agregados
más grandes y por lo tanto se le debe aplicar mayor número de revoluciones o vueltas.
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5.4.5.6. PROCEDIMIENTO
a) Una vez seleccionado el método a utilizar (véase tabla N° 1 “Granulometrías
representativas de los agregados, para la selección del método de ensayo a utilizar”) y
determinado el peso de la muestra a usar, se colocan en la máquina de Los Ángeles la
muestra y el número de esferas correspondiente para el ensayo (véase Figuras N° 2 y
3).
Nota 3: Se debe ajustar bien en la tapa de la ventana de alimentación de la máquina para evitar perder
material fino durante el ensayo.
Figura N° 2. Colocación de la muestra en la Máquina de Los Ángeles.
Figura N° 3. Colocación de las esferas en la Maquina de Los Ángeles.
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b) Luego, se pone a funcionar su mecanismo como se muestraen la figura N° 4, a
una velocidad que debe estar comprendida entre 30 y 33 revoluciones por minuto
(rpm) y el número total de vueltas deberá ser el especificado en el método a utilizar.
La máquina deberá girar de manera uniforme para mantener una velocidad periférica
constante.
Figura N° 4. Colocando a funcionar el mecanismo de la máquina.
c) Una vez cumplido el número de vueltas prescritas, se descarga el material del cilindro y
se procede a efectuar una separación en la muestra ensayada del material más grueso,
luego éste se lava y se seca en horno a una temperatura comprendida entre los 110 ± 5
C.
d) La fracción fina que retiene el tamiz N° 12 como se muestra en la figura N° 5, se une
con el material más grueso y la muestra pasante se desecha.
e) La relación de pérdida después de 100, 200, 500 o 1000 revoluciones, dependiendo del
agregado especificado para los dos tipos de ensayo, no debería exceder en más de 0.20
% para materiales de dureza uniforme. Cuando se realice esta determinación se
procurará evitar toda pérdida de muestra.
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Figura N°5. Separación del material. Fracción fina retenida en el tamiz N° 12.
f) La muestra total, incluido el polvo producido por el desgaste, se vuelve introducir en la
máquina hasta completar las vueltas especificadas por el método elegido para el
ensayo.
Un procedimiento recomendable es que después de descargar el material a ensayar
dentro del cilindro de acero se ajusten fuertemente los tornillos de la tapa de la
máquina como se muestra en la figura N° 6, que en muchos casos permite que el
material que está en proceso de ensayo se pase entre las fisuras de los bordes de la
tapa y se pierda.
Figura N° 6. Tornillos de la tapa de la Máquina de Los Angeles bien ajustados.
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5.4.5.7. CÁLCULOS Y RESULTADOS
El cálculo de este ensayo es muy sencillo, siendo el porcentaje de desgaste igual a la
diferencia entre el peso original y el peso final de la muestra ensayada, expresado en tanto
por ciento del peso original y se denota de la siguiente forma:
Donde:
Pf= Peso final
Pi= Peso inicial
5.4.5.8. PRECISIÓN DE ENSAYO
a) Para agregados con tamaño máximo nominal de 19 mm (3/4”), con % de pérdidas entre
10 y 45 %, el coeficiente de variación entre el resultado de varios laboratorios es de 4.5
%.
b) Resultados de dos ensayos bien ejecutados, por dos laboratorios diferentes, sobre
muestras del mismo agregado grueso, no deberán diferir el uno del otro en más del
12.7 % de su promedio.
c) El coeficiente de variación de operadores individuales, se encontró que es el 25 %.
d) Los resultados de dos ensayos bien ejecutados sobre el mismo agregado grueso, no
deberán diferir en uno en más del 5.7 % de su promedio.
e) Las esferas de fundición, serán de un diámetro entre 46.38 mm y 47.63 mm y un peso
comprendido entre 390 g y 445 g.
5.4.5.9. POSIBLES ERRORES
a) El no cumplimiento de los parámetros y especificaciones del ensayo.
b) El uso indebido del equipo de desgaste de Los Ángeles.
c) La pérdida de material en cualquier circunstancia del proceso de preparación o durante
el ensayo.
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d) Programación errada del número de revoluciones del equipo.
Tabla Nº 1. GRANULOMETRÍAS REPRESENTATIVAS DE LOS AGREGADOS, PARA SELECCIÓN DEL MÉTODO DE ENSAYO A USAR.
TAMAÑO DEL CEDAZO
ASTM C 131 ASTM C 535
PASA RETENIDO A B C D 1 2 3
3” 2 ½” 2500+50
2 ½” 2” 2500+50
2” 1 ½” 5000+50 5000+50
1 ½” 1” 1250+25 5000+50 5000+50
1” ¾” 1250+25 5000+50
¾” ½” 1250+10 2500+10
½” 3/8” 1250+10 2500+10
3/8” ¼” 2500+10
¼” N°4 2500+10
N°4 N°8 5000+10
TOTAL PESO (g) 5000+10 5000+10 5000+10 5000+10 10000+10 10000+75 10000+50
N° DE ESFERAS 12 11 8 6 12 12 12
REVOLUCIONES 500 1000
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Figura N° 7. Especificaciones generales de la Máquina de Los Ángeles.
PLACA DE IGUAL ESPESOR QUE LA EMPACADURA
DISEÑO ALTERNATIVO CON
TOPE DE PERFIL LAMINADO
EMPACADURA
ENTREPAÑO CON PERFIL ANGULAR
LAMINADO 150x100x13
PLACA DE TAPA 190x6
ENTREPISO DE ACERO 510x90x25
DISEÑO PREFERIDO DE ENTREPAÑO
PLACA DE ACERO
EMPACADURA
PLACA DE 13mm DE ESPESOR DE EMPAQUE DE EMPAQUETADURA
PLACA DE TAPA 100x6
EXTREMOS DE ACERO DE ESPESOR NO
MENOR DE 12 mm
MEDIDA EXTERIOR NO MENOR DE 125m
EMPACATADURA
ABERTURA 150
DIRECCION DE ROTACION
RECIPIENTE
EL APOYO DEL EJE MONTADO EN PILARES DE HORMIGON U OTROS SOPORTES RIGIDOS
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PLANILLA DE ENSAYO
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LABORATORIO DE MECÁNICA DE LOS SUELOS Y PAVIMENTOS
ENSAYO DESGASTE DE LOS ÁNGELES
NOMBRE DEL PROYECTO: __________________________________________________________________________
PROCEDENCIA DE LA MUESTRA:______________________________________________________________________
CALICATA N°:___________ TIPO DE GRADACIÓN:_______________ FECHA DE REALIZACIÓN DEL ENSAYO:___________
% TIPO DE GRADACIÓN (g)
PASA RETENIDO A B C D E F G
3" 2 1/2" 2,500
2 1/2" 2" 2,500
2" 1 1/2" 5,000 5,000
1 1/2" 1" 1,250 5,000 5,000
1" 3/4" 1,250 5,000
3/4" 1/2" 1,250 2,500
1/2" 3/8" 1,250 2,500
3/8" 1/4" 2,500
1/4" N° 4 2,500
N° 4 N° 8 5,000
ESFERAS 12 11 8 6 12 12 12
ROTACIONES 500 500 500 500 1000 1000 1000
PESO TOTAL DE LA MUESTRA (g); (W1):
PESO RETENIDO EN EL TAMIZ N° 12 (g); (W2):
PESO QUE PASA EL TAMIZ N° 12 (g); (W3):
PORCENTAJE (%) DE DESGASTE:
OBSERVACIONES:
% DE DESGASTE (%) = W1 - W2 * 100 = W3 * 100 W1W1
ENSAYADO POR:_____________________________ REVISADO POR:______________________________ FECHA:_______________________