UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFACULTAD DE INGENIERIAS FISICOMECANICAS

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

CARACTERIZACIN DE MATERIALES I

INFORME N 3NTC 077 METODO PRA EL ANALISIS POR TAMIZADO DE LOS AGREGADOS FINOS Y GRUESOSNTC 127 METODO DE ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS IMPUREZAS ORGANICAS EN AGREGADO FINO PARA CONCRETO

Presentado a:Ing. SERGIO ANDRS VANEGAS HERRERA

Presentado por:Cristian Andres Gomez Beltran 2113512Elkin Adrin Pea Leal 2101877Edward Alexis Barn Corredor 2110893Grupo: B3

PRIMER SEMESTRE DEL 201411 DE JULIO DEL 2014BUCARAMANGA

INTRODUCCION

Se denomina distribucin granulomtrica de un suelo a la divisin del mismo en diferentes fracciones, seleccionadas por el tamao de sus partculas componentes; las partculas de cada fraccin se caracteriza porque su tamao se encuentra comprendido entre un valor mximo y un valor mnimo, en forma correlativa para las distintas fracciones de tal modo que el mximo de una fraccin es el mnimo de la que le sigue correlativamente. El concreto es en realidad u material artificial creado mediante la mezcla en determinadas proporciones de cemento, agua y agregados minerales. En este orden de ideas lo que se busca es que el mortero, al endurecerse por medio de reacciones qumicas, sirva de conglomerante y una los agregados de forma que se obtenga un material con mejores propiedades mecnicasPor ser un material compuesto el concreto estar en condiciones de resistir un determinado esfuerzo, y dicho esfuerzo estar sujeto a las caractersticas de los materiales que lo componen y es por esto que es de vital importancia saber seleccionar el tipo de agregado que proporcionara los efectos que se desean obtener.Debido a que lo que se desea obtener es un concreto de calidad y es indispensable verificar las caractersticas de los agregados que se utilizaran y es all donde en ocasiones se encuentra que de forma no deseada los agregados contienen impurezas, las cuales son capaces de afectar el buen comportamiento del material y aceleran la degradacin del mismo.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Estimar de forma aproximada del contenido de impurezas que contiene una muestra de arena (agregado fino) segn la norma NTC 127 y determinar e analizar la distribucin de agregados tipo grava y arena (gruesos y finos respectivamente) segn la norma NTC 77.

OBJETIVOS ESPECFICOS:

Determinar mediante el proceso de tamizado la distribucin de los tamaos de las partculas. Determinar el mdulo de finura del agregado fino. Determinar el tamao mximo del agregado grueso. Precisar las cantidades de impurezas orgnicas en una muestra de agregado fino a travs de la acertada evaluacin y observacin del color de la mezcla de soda caustica utilizada para la prueba. Reconocer la importancia de estudiar las propiedades qumicas y fsicas de los agregados del concreto, y definir si el agregado se encuentra en ptimas condiciones para su posterior utilizacin

MARCO TEORICO

ANLISIS GRANULOMTRICO DE SUELOS POR TAMIZADOAnlisis granulomtrico:Se denominaclasificacin granulomtricaogranulometra, a la medicin y graduacin que se lleva a cabo de losgranosde unaformacin sedimentaria, de los materiales sedimentarios, as como de lossuelos, con fines de anlisis, tanto de su origen como de sus propiedades mecnicas, y el clculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaos previstos por unaescala granulomtrica.Un anlisis cuantitativo del grfico granulomtrico semilogaritmico acumulativo exige el uso de parmetros, tales como: D10: tamao mximo de las partculas que constituyen la porcin 10% ms fina del suelo. Recibe el nombre particular de dimetro efectivo. D30: tamao mximo de las partculas que constituyen la porcin 30% ms fina del suelo. D60: tamao mximo de las partculas que constituyen la porcin 60% ms fina del suelo.

Estos dos ltimos parmetros no tienen nombres literales y el de dimetro efectivo fue ideado por Allen Hazen.Su obtencin es muy sencilla: consiste en trazar abscisas por los porcentajes 10, 30 y 60 de material pasante hasta intersecar la curva granulomtrica semilogartmica acumulativa. Los dimetros correspondientes a los puntos de interseccin sern, respectivamente, D10, D30 y D60. Estos parmetros servirn para la obtencin de los coeficientes de uniformidad y curvatura que definen cuantitativamente la graduacin de los materiales granulares.El coeficiente de uniformidad (Cu) es la razn por cociente entre D60 y D10. No tiene valores lmites.Cu = D60/D10Esta idea fue producto de Allen Hazen para clasificar arenas de filtro rpido de acueductos.A medida que D60 se aleja ms de D10, aumenta el coeficiente de uniformidad, lo que significa que mejora la graduacin del material. Si, por el contrario, son muy parecidas, tenemos un material mal graduado cuya grfica tiende a una lnea vertical. De modo que Cu mide la mejor representacin de tamaos. En arenas graduadas: Cu >6, mientras que las gravas bien graduadas son aquellas en las que Cu > 4.

Podra ser que entre los puntos D60 y D10 el grfico tuviera algunas sinuosidades, por lo que conviene tener una medida intermedia que es lo que persigue el coeficiente de curvatura (Cc), denominado as porque se est controlando la curvatura o rectitud del grfico en ese intervalo.Cc = (D30^2) / (D10 x D60)La experiencia indica que materiales bien graduados poseen un coeficiente de curvatura fluctuante entre 1 y 3.Mdulos granulomtricos.

Elmdulodefinura,tambin llamado modulogranulomtrico poralgunos autores, noesun ndicedegranulometra,yaqueunnmeroinfinitodetamizadosdaelmismovalorparael mdulo definura.Elmodulodefinurasecalculasumandolosporcentajesretenidosacumuladosenlostamices estndar(nombradosmsabajo)ydividiendola suma entre100.Cambiossignificativosenlagranulometradelaarenatienenunarepercusin importanteenla demandadeaguay,enconsecuencia,enlatrabajabilidaddelhormign,porloquesihubieseuna variacinsignificativaenlagranulometradelaarenadebenhacerseajustesenelcontenidode cementoyaguaparaconservarlaresistenciadelhormign.Paranotenerquerecalcularla dosificacindelhormignelmdulodefinuradelagregadofino,entreenvossucesivos,nodebe variar en ms de 0.2.Los tamices especificados que deben usarse en la determinacin del mdulo de finura son:

No. 100. No. 50, No. 30, No. 16, No, 8, No. 4, , 1, 3 y de 6 y el mdulo de finura ser:

Tamao mximo nominal

El tamao mximo nominal de un agregado, es el menor tamao de la malla por el cual debe pasar la mayor parte del agregado, la malla de tamao mximo nominal, puede retener de 5% a 15% del agregado dependiendo del nmero de tamao.LA mayora de los especificadores granulomtricos se dan en funcin del tamao mximo nominal y comnmente se estipula de tal manera que el agregado cumpla con los siguientes requisitos.

El TMN no debe ser mayor que 1/5 de la dimensin menor de la estructura, comprendida entre los lados de una formaleta.El TMN no debe ser mayor que 1/# del espesor de una losa.El TMN o debe ser mayor que del espaciamiento libre mximo entre las barras de refuerzo.

Contenido de materia orgnica

La solucin empleada para el anlisis de materia orgnica en agregado fino cosiste en un reactivo de bicromato de potasio en cido sulfrico concentrado en una proporcin de 0,250 g / 100ml, la solucin debe estar recin hecha para la comparacin de color. La escala colorimtrica de Gardner presenta cinco patrones con el fin de establecer el grado de pureza existente en una muestra donde el color 1 & 2 presenta un grado de impureza muy bajo apto para realizar mezclas de concreto, el color 3 presenta un grado de impureza neutral con tendencia a contener impurezas y los colores nmero 4 & 5 poseen un grado de impureza muy elevado. Al aadirle hidrxido de sodio al agregado fino, logramos determinar el grado de impureza aplicando la prueba de colorimetra 24 horas despus de realizada la mezcla heterognea; con estas bases adquiridas podemos establecer que obtuvimos un resultado favorable ya que la solucin final muestra un color equivalente al de la placa orgnica nmero dos indicndonos que el grado de impureza orgnica presente es realmente baja es decir puede utilizarse en una mezcla de concreto de cemento hidrulico.

Materiales

Suelo fino

Soda causticaBotella de vidrio

PROCEDIMIENTO

Para la determinacin de la distribucin de los agregados segn su tamao se sigui un proceso de tamizado tratando de seguir en lo posible las indicaciones de la norma NTC 77: Agregado Finos1. Se peso una muestra de 1000g de agregado fino usando una balanza electronica.2. Para el caso del agregado fino se dispuso la muestra dentro del tamiz #4 el cual a su vez estaba puesto en una serie de tamices hasta el tamiz #100 y luego un fondo, Este arreglo se puso en una tamizadora manual y se dej all por un periodo de 10 minutos. (Figura 1)3. Luego de los 10 minutos en la tamizadora manual se separaron los tamices y se procedi a determinar el peso de los agregados que quedaron en cada uno de los tamices para con estos datos poder hacer los clculos pertinentes y determinar la distribucin de cada tamao. (Tabla 1) (Figura 2).

Agregado Grueso

1. Se pes una muestra de 11000g de agregado grueso con ayuda de una balanza electrnica. (Figura 3).2. La muestra se coloca en una serie de tamices dispuesto de forma consecutiva desde el tamiz #1 hasta tamiz #4 pasando por los tamices , y de 3/8 respectivamente.3. Se agita cada tamiz de forma que se evite al mximo la perdida de material y sin forzar el paso de las partculas a travs de las aberturas. (Figura 4)4. Se procede a determinar con la ayuda de la balanza el peso de la cantidad que haya quedado depositada en cada uno de los tamices con el fin de realizar los clculos pertinentes para obtener los resultados sobre la distribucin de las partculas por tamao (Tabla 2).

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Procedimiento Contenido de Materia Orgnica

Esta prctica de laboratorio a pesar de tener un procedimiento realmente corto, presenta una gran importancia, debido a lo qu sus resultados nos permite analizar, logrando as ptimos procesos en la etapa constructiva de un proyecto.

Para la realizacin de esta prctica se vierte el hidrxido de sodio hasta un tercera parte la botella de vidrio

A continuacin se aade el suelo fino hasta llegar a ms o menos dos terceras partes del recipiente de vidrio, y procedemos a agitar vigorosamente.

Agregamos ms hidrxido de xido dejando un pequeo espacio para poder permitir una mejor mezcla entre el lquido y el suelo; luego procedemos a agitar vigorosamente. Luego se deja reposar 24 horas.

Transcurridas las 24 horas se compara el color el lquido que se encuentra en la parte superior de la botella con la escala de color de Gardner, y se selecciona el color que est ms prximo al color de la muestra.

CALCULOS TIPO

AGREGADO FINO:

Tabla 1.

TAMIZABERTURA (mm)PESO

RetenidoPasa (%)

Parcial (gr)Parcial (%)Acumulado (%)

N 44,75727,20%7,20%92,80%

N 82888,80%16,00%84,00%

N 160,84153,2315,32%31,32%68,68%

N 300,4230430,40%61,72%38,28%

N 500,25291,4629,15%90,87%9,13%

N 1000,14958,635,86%96,73%3,27%

Fondo32,683,27%100,00%0,00%

1000

Clasificacin:

Gravas= Arenas=Finos= % pasa tamiz No. 200 = 0%Tipo de Suelo: Arena (SP)

Coeficiente de Uniformidad:

Coeficiente de Curvatura:

Mdulo de Finura

Tamao Efectivo= 0,25 mmm (permite el paso aproximadamente el 10% de la muestra)

AGREGADO GRUESO:

Tabla 2.TAMIZABERTURA (mm)PESO

RetenidoPasa (%)

Parcial (gr)Parcial (%)Acumulado (%)

1"38,100,00%0,00%100,00%

1"251561,42%1,42%98,58%

3/4"19,1114210,38%11,80%88,20%

1/2"12,7410037,27%49,07%50,93%

3/8"9,5214219,47%68,55%31,45%

N 44.75243822,16%90,71%9,29%

Fondo10229,29%100,00%0,00%

11000

Clasificacin:Tipo de Suelo: Gravas (GP)

Coeficiente de Uniformidad:

Coeficiente de Curvatura:

Tamao Mximo= 38.1mm (Permite el paso del 100% de la muestra).Tamao Mximo Nominal= 19.1mm (Permite el paso de aproximadamente el 10% o 15% de la muestra.

Contenido de Materia OrgnicaEn este laboratorio no es necesario hacer clculos, se hace una determinacin subjetiva del color al que corresponde el lquido reaccionante con el suelo. Para obtener una respuesta ms acertada recurrimos a la ayuda del laboratorista Jairo, el cual con su experiencia determin que el valor del lquido en la escala de Gardner corresponda al nmero 2. Esto quiere decir que el suelo presenta una composicin aceptable de impurezas orgnicas y por lo tanto es un suelo adecuado para hacer concreto.

CONCLUSIONES

Concluimos que la granulometra por el mtodo del Tamizado, proceso que consiste en pasar a travs de distintos tamices con dimetros variados una muestra de agregados para al final pesar que cantidad de agregados pasan por cada tamiz, nos ayud en la claridad de conceptos de medicin, adems de incentivar el trabajo en equipo en la prctica laboratorista que se realiz. Se observ que segn los resultados de los clculos obtenidos de la muestra de agregados finos no presenta uniformidad y el agregado grueso presenta uniformidad ya que el coeficiente se encuentra entre 2 y 5. Mediante la adecuada observacin de la botella de vidrio que contena una mezcla de agregado fino y soda caustica despus de pasadas 24 horas, la muestra tom un color aproximado al nmero 2 lo que es ms claro al estndar, por lo que podemos suponer que el agregado no contiene impurezas perjudiciales para el concreto. Lo establecido en la norma dos dice que el mdulo de finura Ideal es entre 2,8 3,4 y el Tolerable entre 2,7 3,5 por lo cual concluimos que la arena es la adecuada ya que se encuentra dentro del rango. La Norma NTC 174 brinda el siguiente anlisis granulomtrico para agregado fino.

El cual significa que la granulometra de agregados finos adecuada para el concreto tiene que estar dentro de estos dos lmites.La granulometra de agregado fino de este presente informe resulto de la siguiente manera.

Como se muestra en la grfica concluimos que la granulometra del agregado fino cumple con las especificaciones de la norma tcnica colombiana NTC 174 y por lo tanto es un material recomendable para el diseo de la mezcla. La norma tcnica colombiana NTC174 establece de acuerdo al tamao mximo nominal los siguientes lmites para saber si dicho agregado cumple las especificaciones.

Mediante la grfica concluimos que la granulometra del agregado grueso no cumple con las especificaciones de la norma tcnica colombiana NTC 174 ya que sobresale del lmite superior de la curva establecida, por lo tanto es un material no recomendable para el diseo de mezcla pero mediante un proceso de mejoramiento se puede optimizar para su uso. Finalmente concluimos el agregado grueso si se puede utilizar para la elaboracin de concreto, pero, ya ste no brindara la misma resistencia que brindara un concreto realizado con gravas que si cumple con la norma NTC174, aun as este agregado grueso pueda mejorarse lo importante es tener un agregado que si cumpla con la norma. El proceso de mejoramiento para este agregado se realiza una vez ya tengamos ms ensayos realizados a dicho agregado por lo que se conocer el procedimiento antes de realizar el diseo de mezcla final y el agregado fino cumple todas especificaciones para este establecidas en la norma NTC 174 por lo que s se puede utilizar para la elaboracin de concreto de alta resistencia.

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