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• daniel shalalala

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Designación C 136-06

Método de prueba para el análisis granulométrico de agregados gruesos y finos Este documento es una interpretación en español de la norma ASTM publicada con la designación C136 – 06.

1. Objetivo Determinar la distribución de tamaños de agregados finos y gruesos por medio de mallas. 2. Alcance 2.1 Este método de ensayo describe la determinación de la distribución de tamaños de agregados finos y gruesos por medio de mallas de aberturas cuadradas. 2.2 Algunas especificaciones para agregados referenciados en este método contienen requerimientos de granulometría incluyendo la fracción fina y gruesa. Las instrucciones para análisis por mallas de tales agregados están incluidas. 2.3 Las unidades estándar para expresar los valores son las unidades del Sistema Internacional (SI). Los valores en paréntesis son solamente para proveer información. La especificación ASTM E 11 señala el tamaño de malla la cual está en pulgadas, pero en este método de ensayo el tamaño de las aberturas es designado en unidades SI. 2.4 Esta norma no contempla todos los problemas de seguridad. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer las prácticas de seguridad e higiene y determinar la aplicabilidad o regular limitaciones previas a su uso. 3. Definiciones 3.1 Definiciones: Para definiciones de términos usados en esta norma consulte la terminología ASTM C 125. 4. Resumen del método de ensayo 4.1 Una muestra de agregado seco de masa conocida se separa a través de una serie de mallas de aberturas grandes hacia más pequeñas, de manera descendente, para determinación la de la distribución granulométrica. 5. Importancia y uso 5.1 Use primero este método de ensayo para determinar la graduación de materiales que serán usados como agregados. Con los resultados obtenidos se determina la distribución granulométrica y los datos necesarios para el control de la producción de agregados y mezclas de agregados. Los datos también pueden utilizarse para desarrollar relaciones de porosidad.

5.2 La determinación exacta del material más fino que la malla de 75 μm (Núm. 200) no puede ser determinado sólo con este método. Se debe emplear el método de ensayo ASTM C 117 para material más fino que la malla Núm. 200 por lavado. 5.3 Para agregados pesados, se debe referir al método de muestreo y ensayo de la especificación ASTM C 637. 6. Equipo 6.1 Balanzas. Las balanzas o básculas utilizadas en ensayos de agregados gruesos y finos deberán cumplir la siguiente confiabilidad y exactitud: 6.1.1 Para agregado fino, en una lectura de 0,1 g, una aproximación de 0,1 g ó 0,1 % de la masa o en cualquier punto dentro del rango de uso. 6.1.2 Para agregado grueso o mezclas de agregados finos y gruesos, en una lectura de 0,5 g, una aproximación de 0,5 g ó 0,1 % de la masa o para cualquiera punto dentro del rango de uso. 6.2 Mallas. La malla debe estar montada sobre un marco, de manera tal que se prevenga la pérdida de material durante el cribado. La malla y el marco deben estar de acuerdo a lo especificado en el ensayo ASTM E 11. Nota 1. Se recomienda usar las mallas montadas en marcos de diámetros mayores a 203,2 mm para reducir la posibilidad de sobrecargar la malla, ver punto 8.3. 6.3 Vibrador mecánico. Si se utiliza un aparato mecánico, éste debe realizar un movimiento en las mallas que cause el rebote de las partículas, brincos o de algún modo que gire para que provoque diferentes orientaciones a la superficie de la malla. La acción del cribado deberá ser tal, que debe ser similar el cribado descrito en el punto 8.4 y cumplir con un periodo razonable de tiempo. Nota 2. Cuando el tamaño de la muestra es de 20 kg o más, usar un vibrador mecánico, ya que puede ser usado para muestras más pequeñas, incluyendo agregados finos. Un tiempo excesivo (más de 10 minutos) para realizar el cribado puede resultar degradación en la muestra. El mismo vibrador mecánico puede no ser práctico para todos los tamaños de muestras; cuando necesite cribar tamaños nominales de partículas de agregados grandes, utilizar un área de cribado mayor para eliminar la posibilidad de pérdida de material por emplear muestras pequeñas de agregados o finos. 6.4 Horno. Un horno capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 ± 5 °C. 7. Muestreo 7.1 Obtener los agregados de acuerdo con la Práctica ASTM D 75. El tamaño de la muestra de campo debe ser la cantidad señalada en la Práctica D 75 o cuatro veces la cantidad requerida en los puntos 7.4 y 7.5 (excepto lo indicado en el 7.6) 7.2 Mezclar toda la muestra y reducirla a una cantidad apropiada para el ensayo con los procedimientos descritos en la práctica C 702 (IT-001). El espécimen para ensayo deberá ser

aproximadamente la cantidad deseada pero en estado seco y deberá ser el resultado final de la reducción. La reducción de una cantidad predeterminada no debe ser permitida. Nota 3. Para análisis por mallas se debe incluir la determinación del material más fino que la malla Núm. 200; para propósitos del ensayo el tamaño de la muestra puede reducirse en campo para evitar cantidades excesivas de material extra en el laboratorio. 7.3 Agregado fino. El tamaño del espécimen de ensayo, después de secado, debe ser de 300 g como mínimo, 7.4 Agregado grueso. El tamaño del la muestra de ensayo de agregado grueso será de acuerdo a lo siguiente: Tamaño Nominal Tamaño Mínimo del (aberturas Cuadradas) espécimen de ensayo mm 9,5 12,5 19,0 25,0 37,5 50,0 63,0 75,0 90,0 100,0 125,0

in 3

/8 ½ ¾ 1 1½ 2 2½ 3 3½ 4 5

kg

lb

1 2 5 10 15 20 35 60 100 150 300

2 4 11 22 33 44 77 130 220 330 660

7.5 Mezclas de agregados gruesos y finos. El tamaño del espécimen de ensayo de mezclas de agregados grueso y fino deberá ser la misma que para agregados gruesos indicados en el punto 7.4. 7.6 Muestras de agregado grueso. El tamaño de muestra para agregados con tamaño máximo nominal de 50 mm o mayores es conveniente no reducir la muestra sino ensayarla como una unidad, excepto cuando sea reducida con cuarteadores mecánicos grandes y sea cribada con cribadoras grandes. Cuando no se disponga de tal equipo, en lugar de combinar y mezclar la muestra en incrementos, reducir la muestra en el campo para obtener el espécimen de ensayo. Realizar el análisis de tamaños por malla en un número aproximado igual de incrementos que la muestra total ensayada conforme a lo especificado en el punto 7.4. 7.7 En el caso que se determine la cantidad de material más fino que la malla No. 200 por el método de ensayo C 117, se debe proceder como sigue: 7.7.1 Para agregados con un tamaño máximo nominal de 12,5 mm o menor, usar el mismo tamaño de espécimen de ensayo que para el método de ensayo C 117. Realizar primero el ensayo de acuerdo con el método C 117 hasta la operación final de secado, entonces seque la muestra como se estipula en los puntos de 8.2 a 8.7 de este método.

7.7.2 Para agregados con un tamaño nominal mayor que 12,5 mm, utilizar el tamaño de muestra especificada en el punto 7.7.1 o separar los especímenes de ensayo de acuerdo al método C 117. 7.7.3 Usar el procedimiento descrito en el punto 7.7.1 cuando las especificaciones soliciten la determinación de la cantidad total de material más fino que la malla Núm. 200 por lavado. 8. Procedimiento 8.1 Secar la muestra a peso constante a una temperatura de 110 ± 5 °C. Nota 4. Particularmente, para propósitos de control y cuando se desean resultados rápidos, no es necesario secar el agregado grueso para el análisis granulométrico. Los resultados son ligeramente afectados por la humedad a menos que: (1) el tamaño máximo nominal sea menor que 12,5 mm; (2) el agregado grueso contenga una cantidad apreciable de tamaños menores que 4,75 mm (No. 4); ó (3) el agregado grueso sea muy poroso (un agregado ligero, por ejemplo). Las muestras también pueden secarse a temperaturas más altas, asociadas al uso de placas calientes, sin que afecte los resultados; el escape de vapor no genera presiones suficientes para fracturar las partículas y las temperaturas no son tan altas como para causar alteraciones químicas en el agregado. 8.2 Seleccionar las mallas con las aberturas adecuadas para obtener la información necesaria para compararla con las especificaciones del material a ser ensayado. Adicionar mallas tanto como se desee o necesite para obtener, ya sea el módulo de finura o para controlar la cantidad de material en una malla. Acomodar las mallas en orden decreciente de arriba hacia debajo de acuerdo con el tamaño y colocar la muestra en la malla superior. Agitar las mallas manualmente o con un medio mecánico por un periodo de tiempo suficiente, establecer el tiempo, ya sea por criterio o por mediciones anteriores en el mismo material para encontrar el tiempo adecuado de cribado o hacer el cribado de acuerdo a lo descrito en el punto 8.4. 8.3 Limitar la cantidad de material sobre la malla, de tal modo que todas las partículas tengan oportunidad de entrar en las aberturas durante la operación de cribado. Para mallas con aberturas menores que 4,75 mm (No. 4), la cantidad retenida en alguna malla al final de la operación de cribado no debe exceder de 7 kg/m2 sobre el área de cribado (Nota 5). Para mallas con aberturas de 4,75 mm (No. 4) y mayores, la cantidad retenida en kilogramos no deberá exceder el producto de 2,5 X [abertura de la malla, en mm X (área efectiva en m2)] Esta cantidad se muestra en la Tabla 1 para 5 diferentes dimensiones de mallas comunes. En ningún caso la cantidad retenida deberá ser tan grande como para que cause deformación permanente en la malla. 8.3.1 Prevenir una sobrecarga de material en las malla por alguno de los siguientes métodos: 8.3.1.1 Colocar una malla adicional con una abertura intermedia entre la malla que pueda ser sobrecargada y la malla superior. 8.3.1.2 Separar la muestra en dos o más porciones, cribar cada parte indistintamente. Sumar las masas de las porciones retenidas en una malla específica antes de calcular el porcentaje retenido en la malla. 8.3.1.3 Usar mallas de tamaño muy grande que proporcionen áreas de cribado mayores.

Nota 5. Los 7 kg/m2 es aproximadamente una cantidad de 200 g para un diámetro de 203,2 mm (con superficie de cribado efectiva de 190,5 mm de diámetro). 8.4 Cribar por un periodo suficiente hasta que no pase más del 1 % en masa respecto al material retenido sobre la malla durante un minuto de cribado continuo de manera manual, realizar la acción como sigue: acomodar la malla con fondo y tapa y se deben tomar en una posición ligeramente inclinada. Golpear con las manos el lado de la malla y con un movimiento ascendente y contra la base de la otra mano, a una relación de cerca de 150 veces por minuto, girar la malla cerca de un sexto de vuelta en intervalos de 25 golpes aproximadamente. Para la determinación apropiada del cribado para tamaños mayores a la malla de 4,75 mm (No. 4), limitar el material en la malla a una capa de partículas. Si con los tamaños de las mallas apiladas se hace un movimiento de cribado impráctico, usar mallas de 203 mm para realizar un buen cribado. Tabla 1. Cantidad máxima permitida de material retenido en una malla, kg.

Dimensión Nominal de Malla A Tamaño de 203,2 mm 203,2 mm 203,2 mm 203,2 mm 203,2 mm Abertura de Día B Día B Día B Día B Día B Malla Área de malla, m2 mm 0,0285 0,0457 0,0670 0,1225 0,2158 C C C C 125 67,4 C C C 100 30,6 53,9 C C 90 15,1 27,6 48,5 C 75 8,6 12,6 23,0 40,5 C 63 7,2 10,6 19,3 34,0 50 3,6 5,7 8,4 15,3 27,0 37,5 2,7 4,3 6,3 11,5 20,2 25,0 1,8 2,9 4,2 7,7 13,5 19,0 1,4 2,2 3,2 5,8 10,2 12,5 0,89 1,4 2,1 3,8 6,7 9,5 0,67 1,1 1,6 2,9 5,1 4,75 0,33 0,54 0,8 1,5 2,6 A

Las dimensiones del marco en in: 8,0 in; 10,0 in y 12,0 in de diámetro; 13,8 por 13,8 in (14 por 14 in nominal); 14,6 por 22,8 in (16 por 24 in nominal). B El área de las mallas redondas está en función del diámetro 12,7 mm (1/2 in) menor que el diámetro nominal del marco, debido a que la especificación E 11 permite que se coloque un sello entre la malla y el marco de 6,35 mm (1/4 in) sobre el mallado. Por lo que el diámetro efectivo para un diámetro de 203,2 mm (8 in) es de 190,5 mm (7,5 in). C Las mallas indicadas que tengan menos de cinco aberturas no pueden utilizarse para este ensayo, excepto en los casos descritos en 8.6.

8.5 En el caso de mezclas de agregado grueso y fino, debe referirse al punto 8.3.1 para prevenir la sobrecarga de las mallas individuales. 8.5.1 Alternativamente, reducir de tamaño la porción más fina que la malla de 4,75 mm (No. 4) con un cuarteador mecánico de acuerdo a la práctica C 702 (IT-001). Si se utiliza este procedimiento, calcular la masa de cada tamaño de la muestra original como sigue: A= W1 / W2 × B

Donde: A = Masa del tamaño sobre el total de la muestra. W1 = Masa de la fracción más fina que 4,75 mm (No. 4) en el total de la muestra. W2 = Masa de la porción reducida de material más fino que la malla de 4,75 mm (No. 4) actualmente cribada. B= Masa del tamaño cribado en porción reducida. 8.6 A excepción de que se utilice un vibrador mecánico; cribar manualmente las partículas mayores que 75 mm para determinar la abertura de la malla más pequeña por la que pasan las partículas. Comenzar el ensayo sobre la malla más pequeña. Si es necesario, rotarlas para que pasen a través de una abertura en particular; sin embargo, no se debe forzar las partículas que pasen a través de la abertura. 8.7 Determine la masa de las partículas retenidas en cada abertura de malla en la báscula o balanza conforme a los requisitos especificados en el punto 6.1 con una aproximación de 0,1 % de la masa seca de la muestra original. La suma de las masas de los materiales retenidos debe estar muy próxima a la masa original de la muestra colocada en las mallas. Si la cantidad difiere en más del 0,3 %, respecto a la muestra original, los resultados no deberán ser usados. 8.8 Si previamente se ensayó la muestra por el método C 117, sumar la masa del material más fino que la malla de 0,075 mm (No. 200) con la cantidad de material cribado en seco de la misma muestra con este método. 9. Cálculos 9.1 Calcular los porcentajes que pasan y los porcentajes retenidos con aproximación a 0,1 % respecto a la masa total de la muestra inicial. Si previamente se utilizó el método C117; sumar la masa del material más fino que 0,075 mm (malla No. 200) obtenida del lavado con el total de la muestra seca (antes del lavado en el método de ensayo C 117) como base para calcular todos los porcentajes. 9.1.1 Cuando se realice el ensayo por fracciones de material, tal como se describe en el punto 7.6, usar la suma de las masas de los materiales retenidas en cada malla para calcular los porcentajes como se indica en el punto 9.1. 9.2 Cuando sea necesario, calcular el módulo de finura sumando los porcentajes totales del material granular de cada una de las siguientes mallas (porcentajes retenidos acumulados): 0,150 mm (No. 100); 0,300 mm (No. 50); 0,600 mm (No. 30); 1,18 mm (No. 16); 2,36 mm (No. 8); 4,75 mm (No. 4); 9,5 mm; 19,0 mm; 37,5 mm y mayores, incremente la relación de 2 a 1. Posteriormente, la suma se debe dividir entre 100. 10. Reporte 10.1 De acuerdo a las especificaciones y al uso del material ensayado, el reporte debe incluir lo siguiente: 10.1.1 El porcentaje total de material que pasa cada malla, o 10.1.2 porcentaje total de material retenido en cada malla, o

10.1.3 Porcentaje de material retenido entre mallas consecutivas. 10.2 Redondear los porcentajes al número entero más cercano, excepto si el porcentaje que pasa la malla de 0,075 mm (No. 200) es menor que el 10 %; pues deberá ser reportado con aproximación de 0,1 %. 10.3 Reporte el módulo de finura, cuando sea solicitado con aproximación de 0,01. 11. Precisión y desviación 11.1 Precisión. La precisión para este método de ensayo puede apreciarse en la Tabla 2. La estimación está basada en los resultados del programa de ensayos y procedimientos de los laboratorios de Referencia AASHTO y con métodos de ensayo ASTM C 136 y AASHTO T 27. Los resultados están basados en el análisis de ensayos de 65 a 233 laboratorios que ensayaron 18 pares de muestras de agregado grueso y resultados de ensayos de 74 a 222 laboratorios que ensayaron 17 pares de muestras de agregado fino. Los valores de la Tabla están dados para diferentes rangos del porcentaje total de agregados que pasan una malla. Tabla 2. Precisión Porcentaje total del material que pasa Porcentaje Total de Desviación Estándar Rango Aceptable de A Material que pasa (1s), % Dos Resultados A (d2s), % < 100 0,32 0,9 ≥ 95 B Agregado Grueso < 95 0,81 2,3 ≥ 85 < 85 1,34 3,8 ≥ 80 < 80 2,25 6,4 ≥ 60 < 60 1,32 3,7 ≥ 20 Precisión de un < 20 0,96 2,7 ≥ 15 solo Operador < 15 1,00 2,8 ≥ 10 < 10 0,75 2,1 ≥5 0