Determinacion de Caras Fracturadas-final

PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000

UNIVESIDAD ANDINA ``NESTOR CACERES VELASQUES`` FACULTAD DE INGENIERIAS Y CIENCIAS PURAS CARRERA ACADEMICO PROFESIONAL:

ING. CIVIL INFORME Nº 01 Y 02 CURSO ALUMNO

: LABORATORIO DE HIDRAULICA DE CANALES Y TUBERIAS :

ROJAS APAZA , D. JHAROL

DOCENTE

:

TEMA SEMESTRE AÑO ACAD.

ING. HERNAN ALMONTE PILCO

: :

VIII : 2012 - I JULIACA

-

PERU

INDICE 1

PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000 I. FUNDAMENTO…………………………………………………………………… ……………………………….2 II.

CONTENIDO……………………………………………………………………… …………………………………2

III.

OBJETIVO DEL ENSAYO GENERAL…………………………………………………………………………… …………………………..2 ESPECIFICO……………………………………………………………………… …………………………….3

IV.

DEFINICIONES.  Partícula fracturada………………………………………………………………………… ……………3  Agregado de cara dudosa…………………………………………………………………………….. 3  Caras fracturadas……………………………………………………………………… ………………….3 V. MUESTRA………………………………………………………………………… ……………………………………4 VI.

USO Y SIGNIFICADO……………………………………………………………………… ……………………..4

VII.

EQUIPOS…………………………………………………………………………… ………………………………….4

VIII.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA……………………………………………………………………………5

IX.

PROCEDIMIENTO………………………………………………………………… ………………………………5

X.

INFORME…………………………………………………………………………… …………………………………9

XI.

NORMAS DE REFERENCIA……………………………………………………………………… ………….10

2

PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000 XII.

XIII. XIV. XV. XVI.

PRECISIÓN Y TOLERANCIAS…………………………………………………………………… ………….10 NORMAS DE REFERENCIA PRECAUCIONES PARA EVITAR ERRORES. CÁLCULOS Y RESULTADOS. ANEXOS

PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000 I.

FUNDAMENTO Algunas especificaciones técnicas contienen requisitos relacionados al porcentaje de agregado grueso con caras fracturadas con el propósito de maximizar la resistencia al esfuerzo cortante con el incremento de la fricción entre las partículas. Otro propósito es dar estabilidad a los agregados empleados para carpeta o afirmado; y dar fricción y textura a agregados empleados en pavimentación. La forma de la partícula de los agregados puede afectar la trabajabilidad durante su colocación así como la cantidad de fuerza necesaria para compactarla a la densidad requerida y la resistencia de la estructura del pavimento durante su vida de servicio. Las partículas irregulares y angulares resisten el desplazamiento (movimiento) en el pavimento, debido a que se entrelazan al ser compactada. El mejor entrelazamiento se da generalmente, con partículas de bordes puntiagudos y de forma cubica, producida casi siempre por trituración.

II.

CONTENIDO 3

PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000 En el siguiente informe se describe el procedimiento para determinar el porcentaje, en peso del material que presente una o más caras producidas por fractura de las muestras de agregados pétreos para mezclas asfálticas la que hace referencia del modo operativo basado en la norma ASTM D 5821, el mismo que se ha adaptado, a nivel de implementación, a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este modo operativo está sujeto a revisión y actualización continua. Este modo operativo no propone los requisitos concernientes a seguridad. Es responsabilidad del usuario establecer las clausulas de seguridad y salubridad correspondiente, y determinar además las obligaciones de su uso e interpretación.

III.

OBJETIVOS DEL ENSAYO General:  Reconocer las diferentes características de los Agregados Pétreos agregados por medio del método de ensayo descrito en el laboratorio como es el Porcentaje de Caras Fracturadas.

Específicos:  Calcular según la norma la cual nos describe el procedimiento para determinar el porcentaje, en peso de una muestra de agregado grueso que presente una, dos o más caras fracturadas que hacen cumplir los requerimientos específicos.

 La prueba consiste en agrupar las partículas con una, con dos o más caras fracturadas para conocer su porcentaje respecto a la masa total de las partículas retenidas.

IV.

DEFINICIONES  Caras Fracturadas: Una cara angular, lisa o superficie fracturada de una partícula de agregado formada por trituración, otros medios artificiales o por la naturaleza. Para este ensayo según los requerimientos de la norma una cara será considerada “cara fracturada” solamente si esta tiene un área mínima proyectada tan grande como un cuarto o 25% de la máxima área proyectada (máxima área de la sección transversal) de la partícula y la cara tiene aristas bien definidas; esto excluye las pequeñas irregularidades. 4

PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000 ESQUEMA DE UNA CARA FRACTURADA CON UNA CARA FRACTURADA

Nota: Una cara será considerada “Una cara fracturada” únicamente si tiene: Af=0.25Xmax

 Agregado de Cara Dudosa: identificación a primera vista.

Es

aquel

que

resulta

de

difícil

 Partícula Fracturada: Una partícula de agregado es fracturada si tiene el número mínimo de caras fracturadas especificadas (usualmente uno o dos).

V.

MUESTRA  La muestra para este ensayo deberá ser representativa y se obtendrá mediante un cuidadoso cuarteo del total de la muestra recibida. Hágase el análisis granulométrico de la muestra cuarteada.

 Se separara por tamizado la fracción de la muestra comprendida entre los tamices 37.5mm. y 9.5 mm. (1 ½” y 3/8”) descártese el resto.

 El peso total de la muestra dependerá del tamaño del agregado así:

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PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000 Tamaño Máximo Nominal Abertura, mm (pulgadas) 9.50 (3/8) 12.5 (1/2) 19.0 (3/4) 25.0 (1) 37.5 (1 1/2) 50.0 (2) 63.0 (2 1/2) 75.0 90.0

(3) (3

1/2)

VI.

Masa mínima de la muestra, gr, (lb aprox.) 200 (0.5) 500 (1.0) 1500 (3.0) 3000 (6.5) 7500 15000

(16.5) (33.0)

30000 60000 (132.0) 90000 (198.0)

(66.0)

USO Y SIGNIFICADO Algunas especificaciones contienen requisitos relacionados a un porcentaje de partículas fracturadas en agregados gruesos. Uno de los propósitos de este requisito es incrementar la resistencia al corte incrementando la fricción entre partículas en mezclas de agregado ligadas o no ligadas. Otro propósito es dar estabilidad a los agregados usados en tratamientos superficiales y proporcionar mayor fricción y textura para agregados usados en capas superficiales de pavimento. Este método proporciona un procedimiento estandarizado para determinar la aceptabilidad de los agregados gruesos con respecto a esos requisitos. Las especificaciones difieren en el número de caras fracturadas requeridas en una partícula fracturada, y también difieren en cual criterio utilizar, si el porcentaje en peso o el porcentaje por conteo de partículas. Si la especificación no lo define con claridad, utilice el criterio de al menos una cara fracturada y calcule el porcentaje en peso.

VII.

EQUIPOS DE LABORATORIO  Balanza de 1 gr.

: Una balanza de 5000 gr de capacidad y aproximación

 Tamices

: Tamices de (3/8”, ½”, ¾”, 1”, 1 ½”, 2”, 2 ½”, 3”, 3 ½”).

 Cuarteador : Para la obtención de muestras representativas.

6

PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000  Espátula

VIII.

: Para separar los agregados.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA 1. Secar la muestra, cuartearla teniendo cuidado de obtener una masa representativa. 2. La muestra para el ensayo tendrá una cantidad mayor a los pesos mostrados en la siguiente tabla

Tamaño Máximo Nominal Abertura, mm (pulgadas) 9.50 (3/8) 12.5 (1/2) 19.0 (3/4) 25.0 (1) 37.5 (1 1/2) 50.0 (2) 63.0 (2 1/2) 75.0 90.0 1/2)

(3) (3

Masa mínima de la muestra, gr, (lb aprox.) 200 (0.5) 500 (1.0) 1500 (3.0) 3000 (6.5) 7500 15000

(16.5) (33.0)

30000 60000 (132.0) 90000 (198.0)

(66.0)

3. Tamizar el material grueso y fino completamente, por la malla Nº4 4. Para muestras con tamaño máximo nominal mayor o igual a ¾”, donde el contenido de partículas fracturadas va ser determinado por el material retenido en la malla Nº4 o mas pequeño, la muestra

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PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000 puede ser separada en la malla de 3/8”, la fracción que pase la malla Nº3/8” puede luego ser reducida, de acuerdo a ASTM C-702 hasta 200 gr. Esto reducirá el número de partículas que serán separadas durante el procedimiento. En este caso, el porcentaje de partículas fracturadas se determina sobre cada porción; y un porcentaje promedio ponderado de partículas fracturadas se calcula basado en la masa de cada una de las porciones para reflejar el porcentaje total de partículas fracturadas en toda la muestra.

IX.

PROCEDIMIENTO 1. Se lava el material sobre el tamiz designado para la determinación de las partículas fracturadas, con el fin de remover cualquier residuo de material fino y se seca a masa constante. Se debe determinar la masa de la muestra y cualquier determinación de masa posterior con una aproximación del 0.1% de la masa seca original de la muestra.

2. Se debe esparcir la muestra seca en una superficie suficientemente grande, para inspeccionar cada partícula. Para verificar que una partícula cumple el criterio de fractura, se sostiene la partícula de agregado de tal manera que lacara pueda ser observada directamente. Si la cara constituye al menos un cuarto de la mayor sección transversal de la partícula, se debe considerar como una cara fracturada.

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PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000

3. Utilizando la espátula, se separa la muestra en tres categorías:  Partículas fracturadas dependiendo si la partícula tiene el número requerido de caras fracturadas requerido.

 partículas que no cumplan el criterio especificado.

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PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000

 Partículas cuestionables. Si el número requerido de caras fracturadas no se consigue en las especificaciones, la determinación será hecha sobre la base de un mínimo de una cara fracturada.

4. Se determina la masa o se cuenta el número de partículas clasificadas en la categoría de fracturadas, la masa o el conteo de partículas clasificadas en la categoría de dudosas y la masa o el conteo de partículas que no cumplen el criterio de fracturadas. Se debe usar la masa para calcular el porcentaje de partículas fracturadas a no ser que se especifique calcular el porcentaje con base en el conteo.

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PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000

5. Si más de un número de caras fracturadas es especificado (por ejemplo, 70% con una o más caras fracturadas y 40% con dos o más caras fracturadas), se repite el procedimiento en la misma muestra para cada requisito.

6. Si en alguna de las determinaciones, más del 15% del total, es colocado en el grupo de las dudosas, se debe repetir la determinación hasta que no más del 15% este presente en esa categoría. Para esta determinación se debe usar el porcentaje basado en la masa, a menos que se especifique hacerlo con base en el conteo. También si la muestra ha sido dividida en dos porciones de ensayo (como se indica en la Sección 6.3), el criterio de 15% debe aplicar a cada una.

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PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000 7. A continuación se pesara las partículas fracturadas y anotándose este valor

X.

INFORME 1. Se debe reportar el porcentaje en masa ó el porcentaje obtenido por conteo, con el número especificado de caras fracturadas , con una aproximación del 1% de acuerdo con lo siguiente:

Donde: P : Porcentaje de partículas con el número especificado de caras fracturadas, F : Masa o número de partículas fracturadas con al menos el número de caras fracturadas especificado, Q : Masa o número de partículas en la categoría de cuestionable o frontera, y N : Masa o número de partículas en la categoría de no fracturadas o que no cumplen el criterio de partículas fracturadas 2. Se debe reportar sobre el criterio de fractura utilizado para evaluar el material, una o dos caras fracturadas. 3. Se debe informar la masa total en g de la muestra de material grueso evaluada. 4. Se debe informar el tamiz sobre el cual se retuvo la muestra al principio del ensayo. 5. Se reporta si el porcentaje de partículas fracturadas se calculo por masa o por conteo de partícula s.

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XI.

XII.

PRECISIÓN Y TOLERANCIAS •

Precisión: No hay datos disponibles sobre la precisión cuando se utiliza este método de ensayo. Hay registros de estudios separados efectuados por el Ministerio de Transportes y Comulaciones materiales que promediaron cerca del 80% de partículas fracturadas se observó una precisión similar. La precisión basada en resultados de varios laboratorios, con base en resultados de diferentes operadores (muchos de los cuales procedían de diferentes laboratorios) tuvieron ambas cerca de un 10% de desviación estándar. A este nivel de precisión la diferencia entre operadores procedentes de distintos laboratorios no debe exceder 28%, el 95% de las veces.

•

Tolerancias: Este procedimiento no tiene tolerancias, porque los valores determinados pueden ser definidos únicamente en términos del método de ensayo.

PRECAUCIONES PARA EVITAR ERRORES Para evitar errores durante la ejecución de la prueba, se observa las siguientes precauciones. •

Que la prueba se realice en un lugar cerrado y limpio, con ventilación indirecta y libre de corrientes de aire que puedan provocar la pérdida de partículas de la muestra.

•

Que todo el equipo esté perfectamente limpio y funcional.

•

Que las balanzas estén debidamente calibradas y estén colocadas en una superficie horizontal, sin vibraciones que alteren las lecturas. Que l amuestra sea representativa del material que se pretende evaluar.

•

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XIII.

CÁLCULOS Y RESULTADOS

MTC

DETERMINACION DEL PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS

DESCRIPCION MUESTRA FECHA

HOJA Nº 001

: MATERIAL PARA BASE GRANULAR : :

a.- CON UNA CARA FRACTURADA TAMAÑO DEL AGREGADO A B C Retiene ((B/A)*100 Pasa Tamiz Tamiz (gr) (gr) ) 2" 1½" 84,15 84,15 100 1380,9 1½" 1" 1 154,36 11,178 1497,4 1" ¾" 1 93,71 6,258 1343,4 ¾" ½" 1 22,35 1,664 ½" 590,22 39,1 6,625 3/8" TOTAL 4896,1 393,67 125,725

D

E

(%) 1,719

CxD 171,871

28,204

315,271

30,584

191,397

27,438 12,055 100

45,649 79,859 804,048 8,040

b.- CON DOS O MAS CARAS FRACTURADAS TAMAÑO DEL AGREGADO A B C Retiene ((B/A)*100 Pasa Tamiz Tamiz (gr) (gr) ) 2" 1½" 84,15 0 0 1380,9 1226,5 1½" 1" 1 4 88,821 1497,4 1403,5 1" ¾" 1 3 93,731 1343,4 1303,1 ¾" ½" 1 3 97,002

D

E

(%) 1,719

CxD 0

28,204

2505,137

30,584

2866,629

27,438

2661,567

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PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000 ½"

3/8"

TOTAL

590,22 562,53 4495,7 4896,1 3

95,309

12,055

1148,935

374,862

100

9182,268 91,823

A :Peso de la muestra (gr.) B : Peso del material con caras fracturadas (gr.) C : Porcentaje de caras fracturadas. D : Porcentaje retenido de la gradacion original. E : Promedio de caras fracturadas.

CUADRO DETOTAL DE CARAS FRACTURADAS QUE SE TIENE EN EL AGREGADO

LUEGO SE MUESTRA EL % DE RETENCION DEL TAMIS

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XIV.

NORMAS DE REFERENCIA ASTM

D 5821

MTC E – 210 – 2000 NORMA VENEZOLANA COVENIN 1124 – 1998 INVE - 227 – 07

XV.

BIBLIOGRAFIA •

MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES (EM 2000)

•

MANUAL DE LABORATORIO DE ENSAYOS PARA PAVIMENTOS

•

PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS (I.N.V. E – 227 – 07)

•

INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA (MTC E 210 - 2000).

•

MORMA ASTM D 5821 – 95

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ANEXOS 17

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PROCEDIMIENTOS PARA LA PREPARACION DE MUESTAS La preparación de la muestra para la prueba se realiza de acuerdo con uno de los dos procedimientos que se indican a continuación, según la procedencia del material. De las cuales se puede escoger de las siguientes alternativas de preparación de muestras: 1. DE UNA MUESTRA NUEVA. Para la preparación de una muestra de materiales petreos, obtenida según se establece en la norma, muestreo de materiales pétreos para mezclas asfálticas, se procede como sigue: 1. Si la muestra del material envasado que se recibe en laboratorio esta saturada, se extiende sobre una superficie limpia para dejar que se escurra hasta que se obtenga un contenido de agua constante o en condición de saturado y superficialmente seco, para posteriormente disgregar de forma manual aquel material que presente grumos, obteniendo la precaución de no fragmentarlo por la presión aplicada. Hecho lo anterior, se cuartea el material como se describe en los siguientes Incisos.

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PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000 2. El material se apila utilizando la pala hasta formar un cono. 3. Desde el eje del cono y hacia la periferia se extiende el material hasta formar un como truncado de 15 a 20 cm de altura. 4. Con ayuda de la regla se divide el cono truncado en cuatro partes iguales, de las cuales se toman dos cuartos opuestos para llenar el cubo de lamina previamente limpiado, dejando caer el material en su interior desde una altura de 20 cm. Una vez lleno el cubo se enrasa en el hilo de cáñamo. 5. En caso de exceder el volumen requerido para llenar el cubo, se procede a reducir la cantidad de material mediante cuarteos sucesivos. 6. Se separa la grava del material contenido en el cubo de 10 dm3, para lo que se vacía poco a poco y cuidadosamente sobre la malla Nº 4 (4.75 mm), sin sobrepasar su capacidad, colocando en una charola la porción de material retenido y recolectando el material que pasa en otra charola. Utilizando la brocha, se retira todas las partículas que se hubieran adherido a las partes y al fondo del cubo metálico y a la malla para hacerlas pasar también por ella a fin de no perder ninguna porción del material. 7. El material retenido en la malla Nº 4, depositado en la charola, se seca en el horno a una temperatura de 110 ±5º C hasta masa constante. 2. DE UNA MUESTRA GRANULOMETRÍA.

A

LA

QUE

SE

LE

DETERMINA

SU

Para la preparación de una muestra de materiales petreos, a la que se le determine su granulometría como se indica, granulometría de materiales petreos para mezclas asfáltica, el material de la fracción de grava, retenido en cada malla durante el cribado a que se refiere la fracción F. 2 de ese manual y una vez que se le haya determinado su masa como allí se indica, se recopila en una charola. 3. OBTENCIÓN DE LAS PORCIONES DE PRUEBA. Del material seco, retenido en la malla Nº 4 (4.75mm) y depositado en la charola, a que se refiere el inicio E. 1.7 y al Fracción E.2 de este manual, según sea el caso, se obtiene dos porciones de prueba como sigue: 1. El material en la charola se revuelve intensivamente con el cucharon, hasta que las partículas de todos los tamaños se distribuyan uniformemente en todo el material y se cuartea como se indica en los Incisos.

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PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000 2. Una vez revuelto el material, con el cucharon se forma un cono. 3. Desde el eje del cono y hacia la periferia se extiende el material hasta formar un cono truncado de 5 a10 cm de altura. 4. Con ayuda de la regla se divide el cono truncado en cuatro partes sensiblemente iguales de las cuales se toma simétricamente material de dos cuartos opuestos, que se coloca en otra charola para integrar a la porción de prueba. Hasta que tenga la masa mínima que se indica, según el tamaño nominal del material y se procede de la misma forma con los cuartos restantes para integrar la porción de prueba. 5. Se determina la masa de cada porción de prueba, con aproximación de 0.1 gr, que se registra como Wp1 o Wp2, según se trate de la porción de prueba Nº1 o Nº2. 4. MUESTRA DE PREPARACIÓN SEGÚN LA ASTM Preparación según la ASTM D 5821-95 1. Secar la muestra, cuartearla teniendo cuidado obtener una masa representativa.

de

2. La muestra para el ensayo tendrá una cantidad mayor a los pesos mostrados en la siguiente tabla: Tamaño Máximo Nominal Abertura, mm (pulgadas) 9.50 (3/8) 12.5 (1/2) 19.0 (3/4) 25.0 (1) 37.5 (1 1/2) 50.0 (2) 63.0 (2 1/2) 75.0 90.0 1/2)

(3) (3

Masa mínima de la muestra, gr, (lb aprox.) 200 (0.5) 500 (1.0) 1500 (3.0) 3000 (6.5) 7500 15000

(16.5) (33.0)

30000 60000 (132.0) 90000 (198.0)

(66.0)

3. Tamizar el material grueso y fino completamente por la malla Nº4.

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PORCENTAGE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E-210-2000 4. Para muestras con tamaño nominal mayor o igual a ¾“, donde el contenido de partículas fracturadas va ser determinado por el material retenido en la malla Nº4 o más pequeño, la muestra puede ser separada en la malla de 3/8”, la fracción que pasa la malla de 3/8” puede ser luego reducida, de acuerdo a ASTM C-702 hasta 200 gr. Esto reducirá el número de partículas que serán separadas durante el procedimiento. En este caso, el porcentaje de partículas se determinara sobre cada porción; y un porcentaje promedio ponderado de las partículas fracturadas se calcula basado en la masa de cada una de las porciones para reflejar el porcentaje total de partículas fracturadas en toda la muestra. De los cuatro métodos observados de la preparación de las muestras se escogió el más adecuado para realizar el trabajo requerido para las caras fracturadas la cual será MUESTRA DE PREPARACIÓN SEGÚN LA ASTM D 5821-95, ya que esta es la más adecuada y regida a nivel nacional del Perú, regida por el MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES.

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