Universidad Nacional de ChimborazoIngeniera Civil Ensayo de Materiales II

Introduccin

Se entiende por agregados a una coleccin de partculas de diversos tamaos que se pueden encontrar en la naturaleza, ya sea en forma de finos, arenas y gravas o como resultado de la trituracin de rocas. Cuando el agregado proviene de la desintegracin de las rocas debido a la accin de diversos agentes naturales se le llama agregado natural, y cuando proviene de la desintegracin provocada por la mano del hombre se le puede distinguir como agregado de trituracin, pues ste mtodo es el que generalmente se aplica para obtener el tamao adecuado. Los agregados naturales y los de trituracin se distinguen por tener por lo general un comportamiento constructivo diferente, sin embargo se pueden llegar a combinar teniendo la mezcla a su vez caractersticas diferentes.Los agregados que se emplean ms en la construccin se derivan de las rocas gneas, de las sedimentarias y de las metamrficas, y es de esperarse que las cualidades fsicas y mecnicas de la roca madre se conserven en sus agregados. En la actualidad es posible producir algunos tipos de agregado de manera artificial, como por ejemplo la perlita y la vermiculita que se obtienen de la coccin de espumas volcnicas, otro ejemplo lo constituye el agregado ligero que se obtiene de la expansin por coccin de ndulos de arcilla, en general a estos agregados se les puede llamar agregados sintticos. Existen otros materiales resultado de la actividad industrial que bajo ciertas condiciones pudieran usarse como agregados (en lugar de almacenarse como desperdicio), como la escoria de alto horno, la arena slice residual del moldeo de motores, la ceniza de carbn quemado y otros.Los agregados ya sean naturales, triturados o sintticos se emplean en una gran variedad de obras de ingeniera civil, algunas de las aplicaciones pueden ser: construccin de filtros en drenes, filtros para retencin de partculas slidas del agua, rellenos en general, elaboracin de concretos hidrulicos, elaboracin de concretos asflticos, elaboracin de morteros hidrulicos, construccin de bases y sub-bases en carreteras, acabados en general, proteccin y decoracin en techos y azoteas, balasto en ferrocarriles y otras.

Tema:Muestreo de agregados y reduccin a tamao de ensayo.Objetivo General: Analizar los mtodos normados y ms utilizados para el muestreo y reduccin de ridos para el ensayo, en este caso las normas: INEN 695:2010 e INEN 2566:2010.Objetivos Especficos: Conocer procedimientos para extraer y enviar muestras representativas de ridos para el hormign en laboratorios. Desde el sitio mismo de la obra, con el propsito de realizar el ensayo de los mimos. Reducir una muestra representativa de agregados, hasta tamao de ensayos siguiendo los procedimientos ya establecidos.Fundamento Terico:Agregados:Los agregados son materiales inorgnicos naturales o artificiales que estn embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros).Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaos de partcula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partculas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamao mximo de agregado que se emplea comnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya que representan el 80-90% del peso total de concreto, por lo que son responsables de gran parte de las caractersticas del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.La pasta cementicia (mezcla de cemento y agua) es el material activo dentro de la masa de concreto y como tal es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumtricas y durabilidad del concreto. Es la matriz que une los elementos del esqueleto granular entre s.Cada elemento tiene su rol dentro de la masa de concreto y su proporcin en la mezcla es clave para lograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia, durabilidad y economa.ridos y Arenas:El tamiz que separa un agregado grueso de uno fino es el de 4,75 mm. Es decir, todo agregado menor a 4,75 mm es un agregado fino (arena).La arena o rido fino es el material que resulta de la desintegracin natural de las rocas o se obtiene de la trituracin de las mismas, y cuyo tamao es inferior a los 5mm.Para su uso se clasifican las arenas por su tamao. A tal fin se les hace pasar por unos tamices que van reteniendo los granos ms gruesos y dejan pasar los ms finos. Arena fina: es la que sus granos pasan por un tamiz de mallas de 1mm de dimetro y son retenidos por otro de 0.25mm. Arena media: es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 2.5mm de dimetro y son retenidos por otro de 1mm. Arena gruesa: es la que sus granos pasan por un tamiz de 5mm de dimetro y son retenidos por otro de 2.5mm.Las arenas de granos gruesos dan, por lo general, morteros ms resistentes que las finas, si bien tienen el inconveniente de necesitar mucha pasta de conglomerante para rellenar sus huecos y ser adherente. En contra partida, el mortero sea plstico, resultando ste muy poroso y poco adherente.El hormign es un material formado por cemento, ridos de diferentes granulometras, agua y aditivos que, mezclado en diferentes proporciones, permite obtener el hormign que es distribuido en camiones hormigoneras.Es un material vivo, no almacenable, ya que su tiempo de uso se limita a 90 minutos; a partir de los cuales el hormign pierde sus propiedades.Las caractersticas especiales de este material obligan a fabricar bajo pedido, adecuando la produccin a la situacin geogrfica, al horario y ritmo de cada obra, debiendo optimizar los recursos para ofrecer no slo un producto de calidad sino un buen servicio al cliente.Cualquiera sea el tipo de material utilizado, sus partculas deben ser duras y resistentes, ya que el concreto, como cualquier otro material se romper por su elemento ms dbil. Si el agregado es de mala calidad sus partculas se rompern antes que la pasta cementicia, o el mortero.Agregado Fino:Un agregado fino con partculas de forma redondeada y textura suave ha demostrado que requiere menos agua de mezclado, y por lo tanto es preferible en los HAD. Se acepta habitualmente, que el agregado fino causa un efecto mayor en las proporciones de la mezcla que el agregado grueso.- Los primeros tienen una mayor superficie especfica y como la pasta tiene que recubrir todas las superficies de los agregados, el requerimiento de pasta en la mezcla se ver afectado por la proporcin en que se incluyan stos. Una ptima granulometra del rido fino es determinante por su requerimiento de agua en los HAD, ms que por el acomodamiento fsico. La experiencia indica que las arenas con un mdulo de finura (MF) inferior a 2.5 dan hormigones con consistencia pegajosa, hacindolo difcil de compactar. Arenas con un mdulo de finura de 3.0 han dado los mejores resultados en cuanto a trabajabilidad y resistencia a la compresin. Agregado Grueso: Numerosos estudios han demostrado que para una resistencia a la compresin alta con un elevado contenido de cemento y baja relacin agua-cemento el tamao mximo de agregado debe mantenerse en el mnimo posible (12,7 a 9,5). En principio el incremento en la resistencia a medida que disminuye el tamao mximo del agregado se debe a una reduccin en los esfuerzos de adherencia debido al aumento de la superficie especfica de las partculas. Se ha encontrado que la adherencia a una partcula de 76 mm. Es apenas un 10% de la correspondiente a una de 12,5 mm., y que excepto para agregados extremadamente buenos o malos, la adherencia es aproximadamente entre el 50 a 60% de la resistencia de la pasta a los 7 das. Las fuerzas de vnculo dependen de la forma y textura superficial del agregado grueso, de la reaccin qumica entre los componentes de la pasta de cemento y los agregados. Otro aspecto que tiene que ver con el tamao mximo del agregado es el hecho de que existe una mayor probabilidad de encontrar fisuras o fallas en una partcula de mayor tamao provocadas por los procesos de explotacin de las canteras (dinamitado) y debido a la reduccin de tamao (trituracin), lo cual lo convertir en un material indeseable para su utilizacin en concreto. Tambin se considera que la alta resistencia producida por agregados de menor tamao se debe a una baja en la concentracin de esfuerzos alrededor de las partculas, la cual es causada por la diferencia de los mdulos elsticos de la pasta y el agregado Se ha demostrado que la grava triturada produce resistencias mayores que la redondeada.- Esto se debe a la trabazn mecnica que se desarrolla en las partculas angulosas.Sin embargo se debe evitar una angulosidad excesiva debido al aumento en el requerimiento de agua y disminucin de la trabajabilidad a que esto conlleva.El agregado ideal debe ser limpio, cbico, anguloso, triturado 100%, con un mnimo de partculas planas y elongadas. Funciones en el concreto:El agregado dentro del concreto cumple principalmente las siguientes funciones: Como esqueleto o relleno adecuado para la pasta (cemento y agua), reduciendo el contenido de pasta en el metro cbico. Proporciona una masa de partculas capaz de resistir las acciones mecnicas de desgaste o de intemperismo, que puedan actuar sobre el concreto. Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento, de humedecimiento y secado o de calentamiento de la pasta.Los agregados finos son comnmente identificados por un nmero denominado Mdulo de finura, que en general es ms pequeo a medida que el agregado es ms fino. La funcin de los agregados en el concreto es la de crear un esqueleto rgido y estable lo que se logra unindolos con cemento y agua (pasta). Cuando el concreto est fresco, la pasta tambin lubrica las partculas de agregado otorgndole cohesin y trabajabilidad a la mezcla.Para cumplir satisfactoriamente con estas funciones la pasta debe cubrir totalmente la superficie de los agregados Si se fractura una piedra, como se observa en la figura, se reducir su tamao y aparecern nuevas superficies sin haberse modificado el peso total de piedra.Por la misma razn, los agregados de menor tamao tienen una mayor superficie para lubricar y demandarn mayor cantidad de pasta. En consecuencia, para elaborar concreto es recomendable utilizar el mayor tamao de agregado compatible con las caractersticas de la estructura.Muestreo:Cuando sea posible, las muestras a ser ensayadas para control de calidad deben ser tomadas del producto terminado. En la preparacin de los ensayos para abrasin, las muestras del producto terminado a ser ensayadas no deben ser objeto de posterior trituracin o reduccin manual del tamao de las partculas, a menos que el tamao del producto terminado sea tal que necesite una reduccin complementaria para la realizacin de los ensayos.El material debe ser inspeccionado para determinar si existen variaciones apreciables. El vendedor debe proporcionar el equipo necesario e idneo para una adecuada inspeccin y un correcto muestreo.Si la muestra que se toma de acopio no es representativa, puede originar errores de un orden muy superior a los errores eventuales de ensayo. Sin embargo, suele desestimarse esa operacin y se encarga a cualquier operario sin darle las instrucciones pertinentes.El material es heterogneo, lo que se acenta en el manejo y descarga, por segregacin. Sobre todo en el rido grueso, y ms cuando est compuesto de una amplia gama de tamaos; en la arena ocurre principalmente cuando est seca y va acompaada de gravilla.Otra causa de heterogeneidad es la contaminacin superficial, por ejemplo de polvo arrastrado por el viento. Por otra parte, si se trata de hacer ensayos de humedad, es evidente que nos encontramos con una notable diferencia entre la parte exterior del acopio, relativamente seca, y la parte interior.Es necesario tomar muestras de diferentes puntos del acopio y mezclarlas para formar un comn. Claro es que si se quiere conocer si el acopio es, o no, homogneo, se ensayarn las muestras parciales individualmente.El muestreo se realiza principalmente en: Muestreo de un flujo de ridos (desde contenedores o desde una cinta de descarga). Muestreo desde la cinta transportadora. Muestreo en un almacenamiento o en las unidades de transporte. Muestreo en las vas (bases y sub-bases).Envi de las Muestras:Transportar los ridos en sacos u otros contenedores construidos de tal forma que se evite la prdida o contaminacin de cualquier parte de la muestra o daos en el contenido de la misma, por una inadecuada manipulacin durante el transporte.Los contenedores para el envo de las muestras de ridos, deben tener identificacin individual apropiada, tanto adjunta como en su interior de manera que se facilite la presentacin de informes de campo, registros de laboratorio e informes de ensayo.

Tabla N 01Tamao del rido A mmMasa mnima de la muestra in situ B kgVolumen mnimo de la muestra in situ, litros

ridos Finos

2,36108

4,751012

ridos Gruesos

9,5108

12,51512

19,02520

25,05040

37,57560

5010080

63125100

75150120

90175140

A: Para los ridos procesados, utilizar el tamao mximo nominal que se indica en la norma respectiva o en la descripcin. Si la norma o descripcin no indican un tamao mximo nominal (por ejemplo, una abertura de tamiz que contemple un pasante del 90% al 100%), utilizar el tamao mximo (la abertura de tamiz que pase el 100%).

B: Para ridos gruesos y finos combinados (por ejemplo, ridos para bases o sub-bases) la masa mnima debe ser la masa mnima del rido grueso ms 10 kg

Reduccin de Muestra:Este ensayo proporciona los procedimientos para la reduccin de muestras grandes, obtenidas in situ o producidas en el laboratorio, a un tamao conveniente para la realizacin de la serie de ensayos para describir el material y determinar su calidad, de tal manera que la muestra de ensayo pequea sea lo ms representativa de la muestra grande y por tanto del suministro total. Bajo ciertas circunstancias, no es recomendable la reduccin del tamao de la muestra grande antes del ensayo. A veces no se pueden evitar diferencias sustanciales entre las muestras de ensayo seleccionadas, como por ejemplo, en el caso de un rido que contenga relativamente pocas partculas de tamao grande en la muestra. Las leyes de la probabilidad establecen que estas pocas partculas pueden ser desigualmente distribuidas entre las muestras de ensayo de tamao reducido. Del mismo modo, si la muestra est siendo examinada para la determinacin de ciertos contaminantes que se producen, como algunos fragmentos discretos en tan solo un pequeo porcentaje, se debe tener precaucin al interpretar los resultados de la muestra de ensayo de tamao reducido. La posibilidad de inclusin o exclusin de solo una o dos partculas en la muestra seleccionada, puede tener una gran influencia en la interpretacin de las caractersticas de la muestra original. En estos casos, debe hacerse el ensayo en el total de la muestra original.Materiales y Equipos: Pala Cucharones Bandejas Cuarteador de muestrasProcedimiento:Muestreo: Seleccionar las unidades a ser muestreadas de la produccin mediante un mtodo aleatorio. Realizar un agujero de al menos 50cm de profundidad. Obtener al menos tres porciones aproximadamente iguales, seleccionadas al azar, de la unidad a ser muestreada y combinarlos para formar una muestra in situ, cuya masa ser igual o superior al mnimo recomendado. Colocar la muestra en el contendor indicado para llevar la muestra a laboratorio.Reduccin de muestra:Cuarteador Mecnica: Regular el cuarteador de muestras a una medida que sea 50% superior al dimetro de agregados de la muestra. Colocar la muestra original en el depsito de alimentacin y distribuido uniformemente, con el fin de que el material fluya en cantidades iguales a travs de cada ducto, quedando de esta forma la muestra dividida en dos proporciones que se depositan en los depsitos laterales. Tomar la muestra de uno de los depsitos y desechar la otra. Repetir este proceso hasta obtener el tamao de muestra indicada para el ensayo.Cuarteo Manual: Coloque la muestra en una superficie dura, limpia y nivelada donde no haya prdida de material, ni aumento accidental de material extrao. Mezcle el material removiendo la muestra por lo menos tres veces. Con el ltimo meneo, forme con una pala un montn cnico, depositando cada pala en el vrtice del mismo. Cuidadosamente aplane el montn cnico a un espesor y dimetro uniforme, apretando hacia abajo el vrtice con una pala, el dimetro debe ser aproximadamente de cuatro a ocho veces su espesor. Dividir la masa aplanada en cuatro cuartos iguales con una pala o paleta y elimine dos cuartos opuestos diagonalmente incluso todo el material fino. Cepille y limpie los espacios aclarados Mezcle y cuartee el material restante hasta que la muestra esta reducida al tamao deseado.Clculos:En este ensayo no realizamos clculos.Cuestionario: Cuntas clases de rocas conoce Ud.?Las rocas son agregados naturales (sistemas homogneos) que se presentan en nuestro planeta en masas de grandes dimensiones. Estn formadas por uno o ms minerales o mineraloides.Los tipos de rocas:Los diferentes tipos de rocas se pueden dividir, segn su origen, en tres grandes grupos:gneas: formadas a partir del enfriamiento de rocas fundidas (magmas). Los magmas pueden enfriar de manera rpida en la superficie de la Tierra mediante la actividad volcnica o cristalizar lentamente en el interior, originando grandes masas de rocas llamadas plutnicas. Cuando cristalizan en grietas de la corteza forman las rocas gneas filonianas.Metamrficas: Formadas a partir de otras rocas que, sin llegar a fundirse, han estado sometidas a grandes presiones y temperaturas y se han transformado.Sedimentarias: formadas en zonas superficiales de la corteza terrestre a partir de materiales que se depositan formando capas o estratos. Son detrticas si se originan a partir de trozos de otras rocas. Qumicas y orgnicas si se forman a partir de precipitacin de compuestos qumicos o acumulacin de restos de seres vivos. Los agregados utilizados en construccin son: gneas, sedimentarias, metamrficas, porque?Los agregados que se emplean ms en la construccin se derivan de las rocas gneas, de las sedimentarias y de las metamrficas, y es de esperarse que las cualidades fsicas y mecnicas de la roca madre se conserven en sus agregados. En la actualidad es posible producir algunos tipos de agregado de manera artificial, como por ejemplo la perlita y la vermiculita que se obtienen de la coccin de espumas volcnicas, otro ejemplo lo constituye el agregado ligero que se obtiene de la expansin por coccin de ndulos de arcilla, en general a estos agregados se les puede llamar agregados sintticos. De qu manera influir la toma de muestras de ridos tomados superficialmente de los tomados internamente.Los ridos tomados superficialmente no se toman por el motivo que pueden estar contaminados con materia orgnica o mezclado con otro materia, lo ideal es tomar una muestra interna escavando varios centmetros as de esta manera podemos tomar una muestra con las caractersticas originales del material que se encuentra in situ. Esto es lo ideal para realizar el ensayo respectivo. De los recipientes mencionados cual utilizara Ud. como forma de envi de muestras al laboratorio: Carretilla, Balde, Funda plstica, otros y porque?Las muestras segn la norma se deben transportar en sacos u otros contenedores construidos de tal forma que se evite la prdida o contaminacin de cualquier parte de la muestra o daos en el contenido de la misma, por una inadecuada manipulacin durante el transporte.Los contenedores para el envo de las muestras de ridos, deben tener identificacin individual apropiada, tanto adjunta como en su interior de manera que se facilite la presentacin de informes de campo, registros de laboratorio e informes de ensayo. Describa brevemente que es un cuarteador y para qu sirve.Los cuarteadores estn fabricados en su totalidad en acero preformado y soldado, con tratamiento exterior anticorrosin. El conjunto lo componen, el cuerpo de cuarteo propiamente dicho el cual se puede ajustar a la medida requerida para la reduccin de la muestra, tres recipientes receptores y un cogedor con mango.El cuarteador de muestras es una maquina manual que permite mezclar y reducir muestras de gran volumen a muestras pequeas y representativas para anlisis o ensayo de la misma.

Realice un modelo de etiqueta para muestra de ridos.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZOLABORATORIOS

Nombre del Encargado:...

Lugar:.

Fecha: ..Hora:

Estacin del ao: .Clima:..

Tipo de Muestra:.

Descripcin:

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Observaciones:.

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Conclusiones: El muestreo en una pila es muy fcil, hay que tomar siempre muestras internas y secarlas en caso de que estn hmedas as de esta manera la muestra representativa ser la ms adecuada para ensayarla y as que arroje los resultados reales para caracterizar y usar el material del cual se tom la muestra. La reduccin a una muestra representativa es uno de los pasos primordiales en cualquier ensayo, as de esta forma se logra tomar un valor de muestra estandarizado y que cumple con uniformidad para ser aplicado al ensayo mediante las normas establecidas. Esta prctica es esencial para el correcto desenvolvimiento en el muestreo y reduccin a muestras representativas del educando para que en un futuro se desarrolle correctamente en el rea profesional.Recomendaciones: Para efectuar el muestreo in situ podemos realizar un reconocimiento visual del material, de esta manera se obtiene una idea de la parte y profundidad en donde se encontrara la mejor parte del material apilado. Efectuar la reduccin de muestra en un lugar ventilado, limpio y libre de corriente de aire, de sustancias o partculas que contaminen las muestras. El equipo a utilizarse debe estar en perfecto estado, limpio y funcional para que la muestra no se mezcle con otros materiales y as se altere sus caractersticas.Bibliografa: INEN 695:2010 INEN 2566:2010 http://pendientedemigracion.ucm.es/info/diciex/programas/las-rocas/tiposderocas/principal1.html http://www.sistemasdeensayo.com/productos.asp?IdFam=4&IdSubFam=33 http://www.elconstructorcivil.com/2010/12/los-agregados-en-la-construccion.html http://fatimalaymedelsolar.blogspot.com/2012/10/agregados-para-el-concreto.html Norma ASTM C 702Anexos:

ANDRES GARCIA REALIZANDO UN AGUJERO

AGUJERO DE 50CM APROXIMADAMENTE

MUESTRA DE ARENA DE RIO APROXIMADO 10KG

MARIA JOSE LARA PICANDO PARA OBTENER UNA MUESTRA

COLOCANDO LA MUESTRA DE AGREGADO GRUESA EN EL CUARTEADOR

MARIA JOSE LARA REDUCIENDO LA MUESTRA EN EL CUARTEADOR

REDUCIENDO A MUESTRA REPRESENTATIVA

Johanna Paca Curso: Sexto Semestre B