Resistencia a la abrasion y sanidad de los agregados PDF

Preview

Summary

Resumen completo y detallado sobre la resistencia a a la abrasion y sanidad de los agregados...

Description

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION

MATERIALES DE CONSTRUCCION CLASE 9, SEMANA 5

RECOPILADO POR: MSC. ING. CLAUDIA ARAUZ S.

Fecha: 07/9/2020 Unidad II: Generalidades y propiedades de los materiales pétreos. Tema: 2.2.3.5 Sanidad de los agregados 2.2.3.6 Resistencia a la abrasión de los agregados Objetivos: Conocer la importancia de la sanidad y resistencia a la abrasión de los agregados para ser usados en morteros y concreto a través de investigación realizada por el Grupo de trabajo No.1 y la Guía de laboratorio de Materiales de Construcción. 2.2.3.5 Sanidad de los agregados Se describe como la aptitud de los agregados para soportar la acción agresiva a que se exponga el concreto que los contiene, especialmente la que corresponde al intemperismo. La sanidad en los agregados se determina mediante un ensayo de laboratorio que consiste en someter los agregados a ciclos sucesivos de inmersión en una solución de Sulfato de sodio o magnesio por 18 horas más 6 horas de secado en horno. Considerando que en cada ciclo la muestra se enfría y se criba, para determinar al final el % de pérdida de peso de los agregados. El procedimiento permite determinar la resistencia a la desintegración de los agregados, por la acción de soluciones saturadas de sulfato de sodio o de magnesio, seguido de secado al horno para deshidratar parcial o completamente la sal precipitada en los poros permeables. La fuerza de expansión interna derivada de la rehidratación de la sal después de re inmersión simula la expansión del agua por congelamiento. Mediante este método se puede obtener una información útil para juzgar la calidad de los agregados que han de estar sometidos a la acción de los agentes atmosféricos, sobre todo cuando no se dispone de datos sobre el comportamiento de los materiales que se van a emplear, en las condiciones climatológicas de la obra. Procedimiento de laboratorio para determinar la Sanidad en los agregados 1. Se prepara la solución para sumergir las muestras de ensayo (arena y grava) con sulfato de sodio o magnesio.

Sulfato de Sodio

Sulfato de Magnesio

1

2. Se prepara el Agregado fino: la cual debe pasar toda por el tamiz de 9.5 mm (3/8"). Asimismo, se pone a secar en horno a una temperatura de 110 +-50C. La muestra deberá ser de cantidad suficiente para poder obtener 100 g de cada una de las fracciones que se indican a continuación:

Pasa tamiz 3/8” No. 4 No.8 No.16 No. 30

Fracciones Retenido en tamiz No. 4 No.8 No.16 No. 30 No.50

Las muestras de 100 gramos de cada una de las fracciones, después del tamizado final, se pesan y colocan por separado en los recipientes para ensayo. 3. Se prepara el Agregado grueso: La muestra del agregado grueso debe ser un material del que se han eliminado todas las fracciones inferiores al tamiz de 4.75 mm (No.4). La muestra debe tener como mínimo el tamaño suficiente para obtener de ella, las cantidades de las fracciones indicadas en la siguiente Tabla, que estén presentes en cantidad del 5% como mínimo: Tamiz De 1 ½” a 2 ½” De 1 ½” a 2” De 2” a 2 ½” De ¾” a 1 ½” De ¾” a 1” De 1” a 1 ½” De 3/8” a ¾” De 3/8” a ½” De 1/2” a ¾” De No.4 a 3/8”

Masa en gramos 5000 ± 300 2000 ± 200 3000 ± 300 1500 ± 50 500 ± 30 1000 ± 50 1000 ± 10 330 ± 5 670 ± 10 300 ± 5

La muestra de agregado grueso se lava bien, se seca hasta peso constante, a una temperatura de 110º ± 5° C (230º ± 9° F) y se separa en las diferentes fracciones indicadas anteriormente, por tamizado hasta que no pase más material. La cantidad requerida de cada una de estas fracciones, se pesa y se coloca, por separado, en los recipientes para ensayo. 4. Proceso De Inmersión: Las muestras se sumergen en la solución de sulfato de sodio o de magnesio, durante un período no menor de 16 horas ni mayor de 18 horas, de manera que el nivel de la solución quede por lo menos 12.5 mm (1/2”) por encima de la muestra. El recipiente se cubre para evitar la evaporación y la contaminación con sustancias extrañas y las muestras sumergidas en la solución, se mantienen a una temperatura entre 20.3º y 21.9° C (68.5º y 71.5º F), durante todo el periodo de inmersión.

2

5. Proceso de secado: Después del período de inmersión, la muestra se saca de la solución dejándola escurrir durante 15 ± 5 minutos y se la introduce en el horno, cuya temperatura se habrá regulado previamente a 110º ± 5° C (230º ± 9° F). Se secan las muestras hasta masa constante a la temperatura indicada. Se debe establecer el tiempo requerido para obtener masa constante de la siguiente manera: Con la muestra dentro del horno se chequea la pérdida de masa de la muestra, se revuelve y se pesa sin enfriar a intervalos de 2 a 4 horas; se deben realizar los chequeos necesarios para determinar el tiempo de secado para la ubicación más desfavorable del horno y condición de la muestra. Se puede considerar que se ha alcanzado una masa constante, cuando la pérdida de masa es menor del 0.1% de la masa de la muestra después de 4 horas de secado. Una vez alcanzada la masa constante se enfría la muestra a una temperatura entre 20º y 25º C (68º a 77º F) y se sumergen de nuevo las muestras en la solución. Se puede ayudar al enfriamiento de las muestras usando aire acondicionado o un ventilador. La temperatura del material se debe verificar con un termómetro antes de llevar el material nuevamente a inmersión. 6. Número de ciclos: El proceso de inmersión y secado de las muestras se repite hasta completar el número de ciclos que se especifiquen. El ensayo se debe realizar preferiblemente en forma continua hasta que se realicen todos los ciclos especificados. Sin embargo, si el ensayo se interrumpe, se dejan las muestras en el horno a 110º ± 5° C (230º ± 9° F), hasta que se pueda continuar el ensayo. 7. Después de terminado el último ciclo y que la muestra se ha enfriado, se lava hasta que quede exenta de sulfato de sodio o de magnesio. Se lava haciendo circular agua a 43º ± 6° C (110º ± 10° F) a través de la muestra en los recipientes, introduciendo agua caliente cerca del fondo y dejando pasar el agua a través de la muestra hasta que rebose por encima de ella. Un lavado minucioso se reconoce tomado una muestra del agua de lavado que ha pasado a través de la muestra y añadiéndole una solución de cloruro de bario. Se requiere lavado adicional si la muestra del agua se torna turbia después de la adición de cloruro de bario. En áreas donde el agua reacciona con el cloruro de bario, se deben usar otros análisis para asegurarse que el lavado ha sido minucioso. Durante la operación de lavado, las muestras no se deben someter a efectos de impacto o abrasión que puedan quebrar las partículas. 8. Después de eliminar todo el sulfato de sodio o de magnesio, cada fracción de la muestra se seca hasta masa constante, a una temperatura de 110º ± 5° C (230º ± 9° F) y se pesa. Se tamiza el agregado fino sobre los mismos tamices en que fue retenido antes del ensayo y el agregado grueso sobre los tamices indicados a continuación, según el tamaño de las partículas: Tamiz De 2 ½” a 1 ½” De 1 1/2” a ¾” De ¾” a 3/8” De 3/8” a No.4

Tamiz empleado para determinar la pérdida 1 ¼” 5/8” 5/16” No.5

3

Para agregado fino, el método y duración del tamizado debe ser igual al usado para preparar la muestra de ensayo. Para agregado grueso el tamizado debe ser manual con el agitado suficiente para que pasen las partículas de tamaño inferior a la abertura del tamiz. No se debe ejercer manipulación adicional para quebrar partículas u obligarlas a pasar por los tamices. Se determina la masa del material retenido en cada tamiz y se registra cada cantidad. La diferencia entre cada una de estas cantidades y la masa inicial de la fracción de la muestra ensayada, es la pérdida durante el ensayo y se debe expresar como un porcentaje de la masa inicial:

2.2.3.7 Resistencia a la abrasión de los agregados En los agregados gruesos una de las propiedades físicas en los cuales su importancia y su conocimiento es indispensable en el diseño de mezclas es la RESISTENCIA A LA ABRASIÓN O DESGASTE de los agregados gruesos. Esta es importante porque con ella conoceremos la durabilidad y la resistencia que tendrá el concreto para la fabricación de losas, estructuras simples o estructuras que requieran que la resistencia del concreto sea la adecuada para ellas. El ensayo que se aplicará a continuación es conocido como “Método de la Maquina de los ángeles” y da a conocer del agregado grueso el porcentaje de desgaste que este sufrirá en condiciones de roce continuo de las partículas y las esferas de acero. Esto nos indica si el agregado grueso a utilizar es el adecuado para el diseño de mezcla y la fabricación de concreto para la fabricación de losas y pisos. Materiales y equipo: -Agregado grueso -Máquina de los Ángeles: Tambor de acero de 710 ± 6 mm de diámetro interior y de 510 ± 6 mm de longitud interior. Debe rotar a una velocidad entre 30 y 33 revoluciones por minuto. La máquina tendrá incorporado un dispositivo, contador de revoluciones con detención automática (ver ASTM C 131). -Balanza -Tamices -Horno -Carga abrasiva: Consistirá en esferas de acero de un diámetro entre 46.38 mm (1 13/16”) y 47.63 mm (1 7/8”) y un peso comprendido entre 390 y 445 gramos.

4

Procedimiento: -Muestrear el agregado grueso de acuerdo con la primer Práctica de laboratorio. -Determinar la cantidad de agregado a usar en el ensayo de acuerdo a la siguiente tabla: Pasa por el tamiz mm 37.5 25.0 19.0 12.5 9.5 6.3 4.75

Retiene el tamiz

plg mm 1 ½” 25.0 1” 19.0 ¾” 12.5 ½” 9.5 3/8” 6.3 ¼” 4.75 No.4 2.36 Totales

Pesos y granulometrías de la muestra de ensayo (gramos) Grado A Grado B Grado C Grado D 1250±25 1250±25 1250±25 2500±10 1250±25 2500±10 2500±10 2500±10 5000±10 5000±10 5000±10 5000±10 5000±10

plg 1” ¾” ½” 3/8” ¼” No.4 No.8

Nota: Se debe comparar el % que pasa de la granulometría del agregado grueso con el % que pasa de la tabla anterior y determinar cuál se acerca más al de dicha tabla para poder determinar el grado de la muestra. -Una vez obtenido el grado de la muestra a usar, se prepara la muestra usando los tamices respectivos. Asimismo, se determina la cantidad de esferas a usar de acuerdo a la siguiente tabla: Graduación Grado A Grado B Grado C Grado D

Número de esferas 12 11 8 6

Peso de carga (gramos) 5000 ± 25 4584 ± 25 3330 ± 20 2500 ± 15

-Colocar la muestra y las cargas abrasivas correspondiente en la máquina de los Ángeles. El cilindro debe girar a una velocidad comprendida entre 30 y 33 revoluciones por minutos (rpm), hasta completar 500 revoluciones. -Una vez cumplido el número de vueltas, descargar el material del cilindro y proceder con una separación preliminar de la muestra ensayada, empleando un tamiz de abertura de 1.70 mm (No.12).

5

-Lavar el material retenido por el tamiz No. 12, para dicho lavado utilizar el mismo tamiz (N°12) y secar al horno a una temperatura comprendida entre 110 ± 5 °C, hasta peso constante y determinar el peso final con una precisión de 1.0 gramos. -Determinar el % de Desgaste del agregado grueso de acuerdo a la siguiente ecuación: %Desgaste=

𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍−𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 x100 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍

Por ejemplo: Determinar el % de Desgaste del agregado grueso, de acuerdo a los siguientes datos del ensayo de Máquina de los Ángeles: -Peso inicial de la muestra= 5000 gramos -Peso final de la muestra, en estado seco y tamizada por la malla No.12= 3840 gramos Solución: %Desgaste=

𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍−𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 x100 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍

%Desgaste=

𝟓𝟎𝟎𝟎 𝒈𝒓−𝟑𝟖𝟒𝟎 𝒈𝒓 x100 𝟑𝟖𝟒𝟎

%Desgaste= 30%

6...