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FACULTAD DE INGENIERIA

DEPTO. DE INGENIERIA CIVIL

EQUIVALENTE DE

ARENA JONATHA POLANCO

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LABORATORIO

DISEÑO DE PAVIMENTOS

OLGER BETANCOURT

ING. LAURA SALGADO MARTES 11:00

TEGUCIGALPA MDC. 27 JUNIO DE 2017

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TEOFILO GALEANO

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DATOS OBTENIDOS

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INVESTIGACIÓN

Contaminantes de los Agregados Existen diversos materiales que con frecuencia se encuentran en los agregados y que producen efectos adversos que son perjudiciales para las mezclas de concreto. Entre dichos materiales se encuentran:    

Limo y Arcilla Materia Orgánica Carbón, lignito Partículas ligeras y los terrones de arcilla



Si bien lo deseable es contar con agregados libres de estos materiales, en el campo es realmente difícil que esto suceda por lo tanto existe cierta tolerancia en proporciones pequeñas de manera que sus efectos nocivos sean lo menos significativos posibles. Para el caso de finos totales que pasan la malla #200 sin incluir el material arcilloso, tenemos una tolerancia en porcentaje según la norma “NOM C-111/ASTM C 33” como se indica en la siguiente tabla:



En el caso de los finos que si incluyen material arcilloso es aplicable la prueba de equivalente de arena(SE) ASTM (D 2419) la cual tiene como objetivo obtener la proporción o el porcentaje de materiales finos indeseables, principalmente las arcillas

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que son los materiales que en contacto con el agua le provocan daños al pavimento. Bajo las especificaciones de esta norma suele considerarse que el resultado obtenido en la prueba de SE debe de estar como mínimo requerido entre 75% a 80%para emplearse en la fabricación de concreto convencional, y un porcentaje igual o menor que el 25% indica un agregado con alto contenido de finos lo cual lo convierte en un agregado plástico peligroso. Además, en el caso diseño de hormigones, los equivalentes mínimos que debemos de considerar son los siguientes:

Fuente: Ensayo y control de Hormigones, Francis Gorisse. Nota: En la tabla anterior podemos apreciar los distintos rangos de acuerdo al tipo de método utilizado para la obtención del equivalente de arena, en nuestro caso el método utilizado en nuestro ensayo fue el método de Equivalente de Arena a Vista, por lo tanto, son estos valores los que consideraremos.



Para el caso de la materia orgánica presente en la arena que usualmente son hojas, humus, fragmentos de raíces o pedazos de madera, existe una prueba de colorimetría bajo la norma (ASTM C 40), en la cual se mezcla la arena con una solución química y al cabo de 24 hrs se observa el color y se compara con un estándar de referencia, si la solución resulta más oscura que el estándar significa que la arena posee materia orgánica en exceso y por lo tanto debe ser desechada ya que esta ocasiona interferencia en el proceso normal de hidratación del cemento.

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Partículas que pasan el Tamiz #200 La proporción de material que pasa la malla (NOM 0.75/ASTM No. 200) resultan ser los finos Limo, Arcilla y en algunos casos también el polvo de roca que se produce durante la trituración de la misma para producir agregados manufacturados. El Limo es un material granular fino, indeseable, sin propiedades plásticas, cuyas partículas tienen un tamaño que está comprendido de 2 a 60 micras (millonésima de un metro), mientras que las arcillas corresponden a un material más fino, con propiedades plásticas, la cual posee partículas de tamaño menores a 2 micras. ¿En que afectan? Debido al tamaño tan pequeño de sus partículas, ambos materiales son indeseables en los agregados, esto se debe a que incrementan la cantidad de agua necesaria para el mezclado y producen cambios volumétricos en el concreto, los cuales ocasionan que este falle. Actividad de las arcillas ACTIVIDAD: es la relación entre el IP (índice de plasticidad) y el porcentaje de la fracción arcilla (menor que 0.002 mm): =

%

0.002

La actividad puede valer 0.38 en arcillas caoliníticas, 0.9 en arcillas ilícitas y alcanzar valores superiores a 7 en arcillas montmorilloniticas, por cual da una idea de las características de plasticidad de las arcillas, según su composición mineralógica. A mayor plasticidad en una arcilla, mayor será su actividad.

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CALCULOS

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TABLA DE RESULTADOS

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PROCEDIMIENTO ILUSTRADO

PASO 01 Se obtienen al menos 1500 gramos de material que pase el tamiz #4, de ser necesario al momento de cuartear el material se puede humedecer un poco para evitar la pérdida de material fino. Muestra obtenida (Ver observación 01)

PASO 02 Se instala el sistema de abastecimiento con la solución de trabajo (esta es la solución de Stokes más agua). Se llena la probeta hasta una altura de 4 pulgadas con la solución de trabajo, y vertimos la muestra de material con la ayuda de un embudo para evitar que se pierdan partículas. Probeta con 4 pulgadas de Solución de trabajo (ver Observación 02).

Vertido de muestra con la ayuda del embudo.

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PASO 03 Se golpea el fondo de la probeta con la palma de la mano con el objetivo de que eliminar las burbujas de aire que estén atrapadas. Luego se deja reposar la muestra durante 10 minutos. Pasados los 10 minutos se debe despegar el material del fondo haciendo movimientos circulares con la probeta, después de que el material es aflojado se debe agitar manualmente por un periodo de 30 segundos y procurando hacer 90 ciclos, este movimiento debe ser completamente horizontal para que las partículas hagan un recorrido correcto.

Golpeado de la probeta con la palma de la mano.

Movimientos circulares para despegar material del fondo.

Agitado a mano de la muestra.

PASO 04 Después de debe de llenar la probeta con la solución de trabajo hasta 15 pulgadas con la ayuda del tubo irrigador, al realizar esta operación se debe procurar lavar el material que está en las paredes y penetrar hasta el fondo realizando movimientos verticales, esto ayudara a que las partículas finas sean llevadas hacia la parte superior de la suspensión. Una vez que se termina de llenar hasta la altura de 15 pulgadas se deja reposar 20 minutos, tiempo en el cual la suspensión debe aclarar lo suficiente para poder tomar las lecturas, de no ser posible esto hasta un periodo de 30 minutos se deberían de usar otras tres muestras

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y tomar el tiempo de la primera que logre. Debemos entonces leer la lectura de arcilla (que sería nuestra altura total) Después se deberá introducir el apisonador hasta donde logre detenerse y ahí estará la arena, la lectura se hará al apisonador restando posteriormente 10 pulgadas.

Llenado y lavado con la ayuda del tubo irrigador.

Probeta llena hasta 15 pulgadas (reposando por 20 minutos)

Probeta lista para tomar lecturas (ver observación 03)

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ILUSTRACIONES

Muestra de suelos utilizados durante la prueba (3 diferentes suelos) Solo se obtuvo una muestra por tipo de suelo.

Sistema de abastecimiento con la solución de trabajo (ver observación 02), tubo irrigador y probeta.

Solución elevada.

Tubo irrigador.

Probeta para el ensayo.

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Probetas sedimentadas con las 3 muestras diferentes.

Muestras sedimentadas 1, 2 y 3 (de derecha a izquierda).

Capas de materiales sedimentados (muestra 1)

Apisonador usado para la lectura de arena.

Lectura correcta

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OBSERVACIONES

fines prácticos y dinámicos en cuanto a la participación de todos los involucrados en la 01 Para realización de esta prueba se utilizaron 3 porciones de agregado fino diferentes, y por cada

porción solo se tomó una muestra. Se debieron de haber tomado 4 muestras, según lo establece el manual, pero solo se tomó una con la cual obtuvimos el resultado final.

razones de escases de materiales para la realización de esta prueba, la solución que se 02 Por usó no fue la de trabajo (solución de Stokes más agua), sino que solamente se utilizó agua por lo que se vio afectado en ensayo con respecto al factor de velocidad de sedimentación y en consecuencia el tiempo.

lecturas de las probetas se realizaron en un tiempo menor que los 20 minutos, debido 03 Las a que no había necesidad de esperar los 20 puesto que era apreciable que la muestras se

habían sedimentado por completo, pero para efectos de cálculos se consideró como que hubiesen sido 20 minutos.

a la dificultad y alto costo que implica la separación y clasificación del agregado 04 Debido fino(arena) utilizando los métodos convencionales de tamizado, la arena se convierte en el mayor contribuyente de finos en una mezcla. Por lo tanto, es de mucha importancia el cálculo de SE de manera que podamos evaluar si el agregado es el adecuado para la mezcla.

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CONCLUSIONES

la muestra #1 se obtuvo un valor de 87% de equivalente de arena, de acuerdo a la 01 Para investigación donde el rango de valores de 75% a 80% de SE y mayores de 85%, nos indica que esta es una Arena muy limpia, con la ausencia casi total de finos arcillosos.

Muestra #2 el valor fue relativamente bajo comparado a la muestra #1, fue 02 Ende el63%,casoestode laindica que la muestra corresponde a una Arena Arcillosa, la cual representa un peligro de hinchamiento y debe ser rechazada para hormigones o concreto de calidad

Muestra #3 resulto ser la que obtuvo el valor más alto en porcentaje de Equivalente de 03 LaArena siendo este de 94%, lo que indica ser una Arena muy limpia con la ausencia casi total de finos arcillosos, lo que la convierte en una Arena ideal para una mezcla de concreto convencional.

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BIBLIOGRAFIA   

C.F.E, Manual de Tecnología del Concreto, Sección 1 Francis Gorisse, Ensayos y control de los Hormigones Manual de Materiales de Construcción

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