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Laboratorio- Materiales de construcción. Ingeniería civil

INV E-201-13 MUESTREO DE AGREGADOS FINOS Y GRUESOS

PRESENTADO POR: JULIANA CAROLINA PASAJE YELA HARDY DAVID MAYA YELA VÍCTOR EDUARDO CABRERA MORA YONATHAN CAMILO RODRIGUEZ YELA JHONNY ANDRÉS PANTOJA CHARFUELÁN

PRESENTADO A: ING. ALVARO GARZON B.

UNIVERSIDAD DE NARIÑO FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL SEPTIEMBRE DE 2019

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TABLA DE CONTENIDO

Contenido

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INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………… 3. OBJETIVOS…………………………………………………………………………… 4. Objetivo general Objetivos específicos MARCO TEORICO…………………………………………………………………… 5. Definiciones Importancia y uso Agregados gruesos y finos MATERIALES Y EQUIPO ………………………………………………………….. 11. ANEXO B Y ANEXO C ……………………………………………………………… 12. PROCEDIMENTO…………………………………………………………………… 14. CONCLUSIONES……………………………………………………………………. 15. BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………….. 16.

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INTRODUCCIÓN

En el siguiente informe se va a presentar un ensayo de muestras de agregados finos y gruesos para la construcción de carreteras, especificado en la norma INV E-201-13 que se encuentra en el manual del Invías para definir la calidad, naturaleza u origen del material, se define conceptos como: Qué es un agregado y qué es un agregado fino y grueso con el fin de tener una mayor claridad o información del estudio de las muestras, después se realiza un procedimiento cuidadoso donde la muestra se la puede obtener con cuatro métodos fundamentales como el muestreo de un flujo de descarga de agregados, muestreo en una banda transportadora, muestreo en pilas o equipos de transporte y muestreo en la vía (bases y sub-bases) en el muestreo se tendrá en cuenta la cantidad para agregado ya sea fino o grueso se toma estos datos de la tabla 2011. Como datos importantes se describirá los materiales y equipos que son necesarios para la ayuda de obtener una muestra de campo, se tendrá mucho en cuenta los anexos B y C de la normas INV E-201-13, por último se realiza la toma de muestra de un agregado como la arena negra.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL: Realizar un ensayo de toma de muestras de agregados finos y gruesos. OBJETIVOS ESPECIFICOS:  Realizar un debido procedimiento para la toma de la muestra de un agregado ya sea fino o grueso.  Desarrollar cada muestreo con su especificación teórica.  Obtener la cantidad de agregado según la tabla 201-1.  Determinar los anexos B y C ya que estos con importantes a la hora de la obtención de una muestra.  Comprobar qué clase de agregado se ha de utilizar en el ensayo.  Anexar fotografías del ensayo de muestreo.  Explicar el procedimiento de acuerdo a la muestra tomada.

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MARCO TEORICO

Para el muestreo de agregados para construcción de carreteras se utiliza la norma INV-201-13 la cual se refiere al muestreo de agregados gruesos y finos a fin de realizar una investigación preliminar de las fuentes de suministro de materiales, inspección de los materiales en la fuente, control de operación de los materiales en el sitio de la obra y por último se determina la aceptación o rechazo del material. DEFINICIONES Agregado: Un agregado es una colección de partículas de diversos tamaños que se pueden encontrar en la naturaleza, ya sea en forma de finos, arenas y gravas o como resultado de la trituración de rocas. Cuando el agregado proviene de la desintegración de las rocas debido a la acción de diversos agentes naturales se le llama agregado natural, y cuando proviene de la desintegración provocada por la mano del hombre se le puede distinguir como agregado de trituración. Se clasifican en: Agregados finos: consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partículas que pueden llegar hasta 10mm.

Figura 1: Ejemplo agregado fino.(2019)

Agregados gruesos: son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta152mm1.

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Figura 2: Ejemplo agregado grueso.(2019)

IMPORTANCIA El responsable de tomar las muestras necesariamente debe tomar las medidas necesarias, para que este pueda obtener unos resultados que indiquen la verdadera naturaleza y las características reales de los materiales representados por ellas. La exploración preliminar y el muestreo de las fuentes y los tipos potenciales de agregados, ocupan un lugar muy importantes la determinación de la disponibilidad y conveniencia de los principales componentes de una construcción vial. El proveedor es el responsable de obtener las muestras para llevar el control en la planta de producción, el comprador es el encargado en aceptar o rechazar las muestras del ensayo. Se debe hacer una inspección del material para poder determinar las variaciones que presente el agregado, de acuerdo a esto el proveedor deberá poner a disposición el material suficiente al comprador para que este pueda realizar los estudios necesarios del agregado de una forma correcta. Se elegirán muestras por métodos de azar, donde se deberá adquirir tres porciones más o menos iguales, estas se las deberá combinar para tener como resultado una muestra de campo. MUESTREO AGREGADO GRUESO Y FINO Se puede obtener las muestras de las siguientes maneras: 1. Por muestreo en un flujo de descargas de agregados (descarga de tolvas o de bandas): El recipiente consistirá en una bandeja de tamaño suficiente

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para interceptar toda la sección del flujo de descarga y recoger la cantidad requerida de material, sin desbordarse. Puede requerirse un conjunto de rieles para soportar la bandeja a medida que ella pasa por debajo del flujo de descarga.

Figura 3: Tolva para agregados. (2006)

2. Por muestreo en una banda transportadora: Los finos que queden sobre la banda se deberán recoger en una bandeja con ayuda de una brocha y se deberán incorporar a la muestra contenida en recipiente.

Figura 4: Banda transportadora de agragados (Rojas, 2007)

3. En pilas o equipos de transporte : Para poder tomar muestras de una pila es muy complicado, ya que las partículas gruesas de los agregados ruedan hacia la base de la pila. Cuando se trata de agregados gruesos y finos , se debe conseguir un cargador para formar una pequeña pila compuesta de materiales tomados de diferentes

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niveles y ubicaciones de la pila principal, de la cual se tomarán las porciones destinadas a constituir la muestra de campo. Si no es posible conseguir el cargador se deberá tomar los agregados de la parte superior, intermedia e inferior de la pila como lo indica la siguiente figura.

Figura 5: Muestreo en pilas.(Invías, 2013)

Para tomar una muestra de agregados gruesos en vagones de ferrocarril o barcazas, se debe hacer un esfuerzo por conseguir un cargador que exponga el material de varios niveles y ubicaciones de la carga, escogidos al azar. Si no se consigue el cargador, un procedimiento habitual consiste en excavar tres o más zanjas a través de la unidad de transporte en puntos que, según la apariencia, brinden una idea razonable de las características del material.

Figura 6: Equipo de transporte.(2019)

Figura 7: Pilas de muestreo.(CPI, 2014)

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4. Muestreo en la vía (bases y sub-bases): La selección de las unidades de muestreo que se vayan a ensayar, se deberá hacer como se indica en primer párrafo del numeral 4.3.1. Siguiendo este sistema, se tomarán todas las porciones de la muestra en el espesor completo en el cual está colocado el material, con el cuidado necesario para excluir cualquier material subyacente. Se deberán marcar claramente los sitios de los cuales se van a tomar las porciones. Para escoger porciones con pesos aproximadamente iguales, se debe usar una plantilla metálica.

Figura 8: muestreo en la vía.(S.f)

Los tamaños de las muestras de campo que se mencionan más adelante, son tentativos estos tamaños dependerán, en definitiva, del tipo de material, de su tamaño máximo y de los ensayos a los cuales será sometido. En términos generales, las cantidades indicadas en la tabla 201-1 resultan adecuadas para los ensayos rutinarios de granulometría y los análisis básicos de calidad. La toma de las porciones para ensayo a partir de las muestras de campo, se deberá realizar conforme se indica en la norma INV E-202-13, o como lo quiera la prueba en la cual se van a utilizar. Los tamaños y cantidades del agregado se muestran en la siguiente tabla:

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TAMAÑO DEL AGREGADO

2.36 mm (No.8) 4.75 mm (No.4) 9.5 mm (3/8”) 12.5 mm (1/2”) 19.0 mm (3/4”) 25.0 mm (1”) 37.5 mm (1 ½”) 50.0 mm (2”) 63.0 mm (2 ½”) 75.0 mm (3”) 90.0 mm (3 ½”)

MASA MINIMA DE LA MUESTRA DE CAMPOB Kg(lb) Agregado fino 10 (22) 10 (22) Agregado grueso 10 (22) 15 (35) 25 (55) 50 (110) 75 (165) 100 (250) 125 (275) 150 (330) 175 (385)

VOLUMEN DE LA MUESTRA DE CAMPO LITROS (GALONES) 8 (2) 8(2) 8 (2) 12 (3) 20 (5) 40 (10) 60 (15) 80 (21) 100 (26) 110 (32) 120 (37)

Tabla 1: tamaños y cantidades de agregados (Invías, 2013)

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MATERIALES Y EQUIPO Para la toma de muestras dentro de una planta producción se necesita varios elementos importantes entre estos se destacan las plantas de trituración estacionarias y portátiles, además de esto se necesitan de retroexcavadoras y volquetas para el transporte de los agregados, también es necesario tener de una pala de construcción y un balde para poder recoger las muestras del material.

Plantas de trituración estacionarias: Esta planta de trituración es colocada en una parte fija donde esta debe realizar trabajos de reducir el tamaño del agregado, con las machacadoras esta puede cumplir su tarea, sin embargo después de que el agregado ya es triturado se dirige a bandas transportadoras ya sea para ir directamente a otra planta de trituración o llevarla a una estación de descargue, donde podremos tomar las muestras necesarias.

Figura 8: Ejemplo planta de trituración estacionaria (S.f)

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Planta de trituración portátil: Esta planta cumple la misma función de una estacionaria, pero la diferencia de esta es que se la puede transportar a cualquier parte.

Figura 9: Ejemplo planta de trituración prtatil (S.f)

Retroexcavadoras y volquetas: La retroexcavadora se utiliza habitualmente en obras para el movimiento de tierras, en la canteras de explotación de agregados son importantes para poder colocar el agregado dentro de las volquetas las cuales transportan el material.

Figura 10: Ejemplo agregado grueso.(Briceño, 2019)

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Además de la los métodos de muestreo debemos tener en cuenta los siguientes anexos que son el B y C estos los definirá a continuación.

ANEXO B: En este archivo se determina la exploración de agregados pétreos y además permite conocer un muestreo en canteras y vetas, donde se debe realizar una inspección, un muestreo y tamaño de las muestras y un registro.

ANEXO C: Esta permite dar el número y tamaño de las porciones necesarias para estimar las características de una unidad muestreada. En este anexo se encuentras algunas descripciones como: Muestra de campo: Una cantidad de material a ensayar, de tamaño suficiente para brindar una valoración aceptable de la calidad promedio de una muestra unitaria. Lote: Una cantidad aislada e importante del material que se desea controlar, producida bajo un mismo proceso. Puede corresponder a la producción de un día, a un número determinado de toneladas o de metros cúbicos, etc. Porción de ensayo: Cantidad suficiente de material, escogida de una muestra de campo mediante un procedimiento normalizado que asegura su representatividad y, por lo tanto, la de la unidad muestreada. Muestra unitaria: Fracción de material que se toma de un lote. Por ejemplo, una tonelada determinada, un determinado camión, una superficie especificada, etc.

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PROCEDIMIENTO En el laboratorio de muestreo que hemos realizado en nuestro caso fue la arena negra el cual comenzamos tomando la siguiente referencia de la norma INV E-201-13 esta es: Donde sea posible, las muestras que se vayan a ensayar para determinar la calidad del material, serán obtenidas de productos terminados. Cuando se requiera ensayarlos para verificar las pérdidas por abrasión, no se deberán someter a procesos posteriores de trituración o de reducción de tamaño, a menos de que los tamaños de los productos terminados sean tales, que requieran de dicha reducción de tamaño para poderlos ensayar. “Para agregados procesados, se debe emplear el máximo tamaño nominal indicado por la especificación aplicable. Si la especificación no indica un tamaño máximo nominal (por ejemplo, un tamiz que señale un pasante 90 – 100 %), se deberá usar” De lo anterior la muestra que hemos obtenido es de un agregado procesado y terminado por que se lo puede tomar directamente una muestra aproximada de 2,5 kg. Esta muestra ya podemos proceder con el siguiente ensayo cono indica las especificaciones del invias.

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CONCLUSIONES

1. A través del ensayo de muestreo de agregados finos y gruesos, fue posible identificar los diferentes procesos y equipos que se utilizan en la toma de muestras, los cuales permiten obtener resultados efectivos. 2. Se logró determinar que para obtener una muestra de campo es necesario tener en cuenta los cuatro métodos definidos anteriormente como por ejemplo la obtención de una muestra en una banda transportadora o en una pila. 3. Para tener una muestra de una pila es necesario conseguir tres porciones tanto de la parte superior, intermedia e inferior aproximadamente con las mismas proporciones. 4. La especificación INV E-201-13 nos dice que para una muestra siempre tenemos que tener en cuenta que si el material es rechazado este no servirá para la construcción de una carretera. 5. En el procedimiento logramos tomar una muestra directa ya que este es un agregado terminado no hay necesidad de hacer un cuarteo. 6. En la toma de una muestra es muy importante tener el equipo y material suficiente de lo contrario no se puede realizar el ensayo. 7. cuando se tenga que cambiar el material o agregado si este es rechazado debemos tener el siguiente orden jerárquico: planta de producción, proveedor y comprador, donde si el comprador no acepta el material porque salió defectuoso, el cambio se debe realizar desde la planta de producción. 8. Para tener una muestra de una pila es necesario conseguir tres porciones tanto de la parte superior, intermedia e inferior aproximadamente con las mismas proporciones, luego esta se las combina para así tener una muestra de campo.

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BIBLIOGRAFIA

1. Hurtado, V. (2013). Los agregados de la construcción. Recuperado de: http://vanessahurt.blogspot.com/2013/09/los-agregados-de-la-construccioning.html. 2. INVIAS (2013).especificaciones generales de construcción de carreteras. Recuperado de:https://www.invias.gov.co/index.php/informacioninstitucional/139-documento-tecnicos/1988-especificaciones-generales-deconstruccion-de-carreteras-y-normas-de-ensayo-para-materiales-decarreteras. American Association of State Highway and Transportation Officials, AASHTO R 47 “Reducing samples of hot mix asphalt (HMA) to testing size”. Standard Specifications for Transportation Materials and Methods of Sampling and Testing. XXXII ed., AASHTO, EUA, 2012 3. Verastegui Monzón, M. A. (1994). Estructuración de costos de operación en una planta de trituración de piedra.

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