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• Edgar Leonardo Quispe Jimenez

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Desgaste de Los Ángeles

Concepto: En los agregados gruesos una de las propiedades físicas de importancia es la Resistencia a la Abrasión o Desgaste de los Agregados. La forma irregular de las partículas concentra tensiones internas producto de condiciones ambientales y solicitaciones a las que están sometidas. A los áridos se le realizan ensayos que midan en forma indirecta su Tenacidad. Es importante porque permite conocer la durabilidad y la resistencia que tendrá el hormigón para la fabricación de losas, estructuras simples, etc. Alcances: Este método establece el procedimiento para determinar la resistencia al desgaste de los pétreos mayores a 2.5 mm de densidad neta entre 2.000 y 3.000 kg/m3 mediante la máquina de los Ángeles. Resumen del procedimiento: El método utiliza la Máquina de los Ángeles, y consiste en colocar una cantidad especificada de agregado dentro de un tambor cilíndrico de acero q junto con cargas abrasivas (esferas) de una masa determinada y se le aplica un número determinado de revoluciones por minuto. El choque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasión (desgaste del material), y los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial de la muestra (seca) y la masa del material desgastado (seca) expresándolo como porcentaje inicial. Máquina de Los Ángeles: Tambor es 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. Debe tener incorporado un dispositivo contador de revoluciones con detención automática

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Equipo: Esferas (carga abrasiva). Un juego de esferas de acero de aproximadamente 47 mm de diámetro y de masas diferentes distribuidas en un rango de 390 a 445 g Balanza. Con una capacidad superior a 10 Kg y una resolución de 1 g. Tamices. Cumplirán lo especificado con 8.202.3 V8 MC. Horno. Con circulación de aire y temperatura regulable para las condiciones del ensayo.

Tamaño y Acondicionamiento de la Muestra: 

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El tamaño original de la muestra (en Kg) debe ser igual o mayor que 2 Dn, (Dn es el tamaño máximo nominal en mm) y no menor que 50 Kg para los grados 1 al 5 y 25 Kg para los grados 6 y 7. Lavar la muestra y secarla hasta masa constante en horno a una temperatura de 110 ± 5 ºC. Tamizar la muestra obtenida, de acuerdo con 8.202.3 V8 MC, empleando la serie de tamices de aberturas nominales siguientes: 80, 63, 50, 40, 25, 20, 12.5, 10, 6.3, 5 y 2.5 mm. Dejar el material separado en las fracciones resultantes de este tamizado. Elegir de la Tabla 1 el grado de ensayo que mejor represente la granulometría de la muestra. Lo que permitirá representar la mayor proporción de material posible. Para ello sume los porcentajes parciales retenidos en los tamices correspondientes a cada uno de los grados y elija para el ensayo el que entregue una mayor suma.

Ensayo:  

Pesar los tamaños de las fracciones correspondientes al grado elegido, de acuerdo con la Tabla 1. Registrar la masa total de material a ensayar como masa inicial de la muestra (Mi), aproximando a 1 g.

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Colocar la masa inicial de material en la máquina y ensayar de acuerdo con el grado elegido (número y masa de esferas y número de revoluciones), según Tabla 1. Completado el número de revoluciones correspondiente sacar el material de la máquina, evitando pérdidas y contaminaciones. Separar las cargas abrasivas. Efectuar un primer tamizado en un tamiz de 2,5 mm o superior, a fin de evitar dañar el tamiz de corte (1,7 mm). Tamice manualmente el material bajo 2,5 mm por tamiz de 1,7 mm Reúna todo el material retenido en ambos tamices, lávelo, séquelo hasta masa constante en horno a 110 ± 5 ºC, deje enfriar a temperatura ambiente Pese y registre la masa de material retenido como masa final de la muestra (Mf), aproximando a 1 g.

Expresión de Resultados; Calcular el desgaste del pétreo como el porcentaje de pérdida de masa de la muestra, aproximando a un decimal, de acuerdo con la siguiente expresión:

Dónde: P = Pérdida de masa de la muestra [%] Mi = Masa inicial de la muestra [g] Mf = Masa final de la muestra [g]

Requisitos según especificaciones Generales de Áridos:

• Resistencia al Desgaste

Hº sometido a desgaste, % máx. 35

Otro hormigón, % máx. 40

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Tabla 1

Planilla de llenado

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Equivalente de arena Concepto: Debido a que una buena cimentación de un camino necesita la menor cantidad de finos posible, sobre todo de arcillas, que son los materiales que en contacto con el agua causan un gran daño al pavimento, pues es necesario saber si la cantidad de finos que contienen los materiales que serán utilizados en la estructura del pavimento es la adecuada, por tal motivo se hizo necesario el plantear una manera fácil y rápida que nos arroje dichos resultados; sobre todo cuando se detectarán los bancos de materiales. Se pretende que esta prueba sirva como una prueba rápida de campo para investigar la presencia de materiales finos o de apariencia arcillosa, que sean perjudiciales para los suelos y para los agregados pétreos. Objetivo del ensayo: Este ensayo muestra un método para determinar el equivalente de arena de la fracción granulométrica 0/2mm de los áridos finos y de la mezcla total de los áridos. Se fundamenta en liberar de la muestra de ensayo los posibles recubrimientos de arcilla adheridos a las partículas de arena mediante la adición de una solución coagulante que favorece la suspensión de las partículas finas sobre la arena, determinando su contenido respecto de las partículas de mayor tamaño. NOTA: Se permite la determinación del equivalente de arena sobre la fracción 0/4 mm, pero limitando la humedad máxima portante del árido al 8 %. Instrumental y equipos: Para la realización de este ensayo es necesaria la utilización de los siguientes instrumentos y equipos:          

Dos probetas cilíndricas graduadas Pistón tarado Regla graduada de 500 mm Tamiz de 2 mm (o 4 mm) Dos cronómetros Balanza de 0,1 g de precisión Reactivos Tuvo lavador y embudo Máquina de agitación Bandejas, cepillos, tapones de caucho

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Características de la muestra: Este ensayo se aplica sobre la fracción 0/2 mm de los áridos naturales. Asimismo, se permite su aplicación sobre la fracción 0/4, pero limitando la humedad máxima portante del árido al 8 %. Ejecución del ensayo Las etapas a considerar a la hora de realizar este ensayo son las siguientes: 

Preparación de los reactivos Solución concentrada, compuesta de:

1. 2. 3. 4.

Cloruro de calcio cristalino, CaCI2.6H20, o cloruro de calcio anhidro, CaCI2 Glicerina Solución de formaldehído Agua destilada o desmineralizada

Para su preparación se disuelven 219 ± 2 g de cloruro de calcio cristalino (219g de CaCI2 .6H2O equivalen a 111g de CaCI2) en 350 ± 50ml de agua destilada o desmineralizada, se enfría a temperatura ambiente y si es necesario, se filtra con un papel de filtro de poro medio. Se añaden 480 ± 5g de glicerina y 12,5 ± 0,5g de solución de formaldehído, se diluye hasta 1It con agua destilada o desmineralizada, mezclando enérgicamente. 

Solución lavadora: Se prepara añadiendo (125 ± 1) ml de solución concentrada en agua destilada o desmineralizada hasta alcanzar un volumen total de (5000 ± 10) ml. Consideraciones a tener en cuenta: -Antes de preparar la disolución lavadora, es conveniente sacudir enérgicamente la solución concentrada. -Enjuagar varias veces el recipiente con agua destilada y verter el agua empleada en el matraz de 5l antes de la dilución para obtener 5 lt. -La solución lavadora no debe emplearse 28 días después de su preparación, o si se pone turbia o si se observa la formación de moho.



Preparación de la muestra de ensayo

1. La muestra de ensayo se reduce de acuerdo con la Norma. 2. La muestra reducida debe tamizarse por el tamiz de 2 mm, desechando el rechazo sobre el tamiz. Se recomienda una masa mínima para la ejecución ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA

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3. 4. 5. 6. 7. 8.

9.

del ensayo de 650-700 g, de los que unos 350 g se destinan al ensayo y el resto a la determinación de la humedad de la muestra. La humedad de la muestra de ensayo debe conservarse, manteniéndola, por ejemplo, encerrada en una bolsa de plástico hermética. Para la determinación del contenido en humedad se recomienda operar del siguiente modo: Pesar 2 submuestras de 130-140 g, colocándolas sobre bandejas y anotando su masa (mh). Meterlas en estufa a (110 + 5) ºC hasta masa constante (diferencia entre dos masas consecutivas en el transcurso de 1 hora inferior al 0,1 %). Pesar las submuestras una vez secas (ms), determinando la humedad como el valor medio de humedad de ambas. Si la humedad de la muestra reducida y tamizada es superior a la indicada, debe reducirse la muestra encerrada en la bolsa mediante su permanencia en la sala de ensayo (acondicionada a una temperatura de (23 + 3) ºC) hasta que sea inferior al 2 %, pero nunca en una estufa. La masa de cada submuestra, procedente de la bolsa hermética, se calcula redondeando al gramo más próximo en la siguiente expresión: (𝑀ℎ ∗ 𝑀𝑠 ) 12 ∗ (100 + 𝑤) %𝑊𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 = [ ] ∗ 100 + 𝑔 𝑀𝑠 100 Siendo w el contenido en humedad medio de la fracción

Si se realiza el ensayo sobre la fracción 0/4 mm, el procedimiento es el mismo, pero el contenido en humedad tiene que ser inferior al 8 % en lugar del 2 %. Llenado de las probetas graduadas: 

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Se sifona la disolución lavadora en una probeta graduada hasta alcanzar la marca inferior de la misma. Se vierte la submuestra con la ayuda del embudo en la probeta, manteniéndola en posición vertical. Se golpea varias veces la base de cada probeta sobre la palma de la mano para desalojar las burbujas de aire y favorecer el contacto total de la disolución con la submuestra. Se pone en marcha el cronómetro, dejando reposar la probeta durante (10 ± 1) min. Para remojar la submuestra.

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Agitación de las probetas:  Transcurridos 10 min., se tapa la probeta con un tapón de caucho y se fija en la máquina de agitación, agitando la probeta durante (30 ± 1) seg. se vuelve a colocar en la mesa de ensayos, en posición vertical.

Lavado: 

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Se quita el tapón de caucho de la probeta y se lava sobre la misma disolución, para asegurar que todo el material caiga dentro de la probeta. Se introduce el tubo lavador en la probeta, enjuagando, en primer lugar, las paredes de la misma con la disolución lavadora, y a continuación, se empuja el tubo hacia abajo, a través del sedimento, hasta el fondo de la probeta. Se mantiene la probeta en posición vertical dejando que la solución lavadora agite el contenido y favorezca la subida de los finos y los componentes arcillosos, aplicando a la probeta un movimiento lento de rotación. Cuando el nivel de líquido se aproxime a la marca superior, se levanta lentamente el tubo lavador y se regula el caudal para que el nivel alcance exactamente la marca superior de la probeta, retirando por completo el tubo lavador y poniendo en marcha el cronómetro. Se deja reposar la probeta durante (20 ± 0,25) min. en un lugar sin perturbaciones ni vibraciones.

Medidas: 

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Transcurrido el periodo de reposo, se mide con la regla la altura h1 del nivel superior del floculado con relación a la base de la probeta. Se baja suavemente el pistón en la probeta hasta que su pie repose sobre el sedimento, operación durante la cual el disco deslizante no debe bloquear la varilla del pistón, quedando en contacto con la parte superior de la probeta. Se determina la altura del sedimento h2, midiendo la distancia entre la cara inferior del lastre cilíndrico

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del pistón y la cara superior del disco, introduciendo la regla graduada en la ranura de éste último. Se anotan las alturas h1 y h2, redondeadas al milímetro más próximo. Se repite el mismo proceso de ensayo con la segunda submuestra. Pese a que la norma permite la ejecución simultánea de ambas probetas, se recomienda que se ejecuten desfasadas en el tiempo para disminuir la dispersión en el resultado final.

Cálculo y expresión de resultados Para la primera probeta

Para la segunda probeta

Se calcula el equivalente de arena (SE) como la media de las expresiones obtenidas para cada probeta y se anota el resultado, redondeando al número entero más próximo.

Planilla de llenado

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