Abrasion de Los Angeles

Resumen del tema nº14 ensayos geomecánicos y abrasión de los ángeles.

ENSAYO DE ABRASION DE LOS ANGELES

OBJETIVO GENERAL

Determinar el porcentaje de desgaste de agregados de tamaños menores a 37.5 mm (1 ½’’) y agregados gruesos de tamaños mayores a 19 mm (3/4’’) por medio de la máquina de Los Ángeles.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

 Reconocer la resistencia máxima a la abrasión de los agregados según la norma ASHTOO T-96 o ASTM C-131 y ASTM C-535.

 Realizar una granulometría adecuada para la eficiencia del ensayo y la interpretación de una muestra representativa del agregado destinado a una obra civil.

EQUIPO DE LABORATORIO

 Máquina de abrasión de Los Ángeles

 Tamices de los siguientes tamaños: 3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, ¼”, Nº4, Nº8. Un tamiz Nº12 para el cálculo del desgaste.

 Esferas de acero de 46.38 a 47.63 mm de diámetro de peso equivalente entre 390 a 445 gr.

 Horno capaz de mantener una temperatura de 110±105 ºC

 Balanza Sensibilidad de 1.0 g

MATERIAL Y CARGA ABRASIVA A UTILIZAR

La cantidad de material a ensayar y el número de esferas a incluir dependen de la granulometría del agregado grueso. En las Tablas Nº1 y Nº2, se muestra el método a emplear; así como la cantidad de material, número de esferas, número de revoluciones y tiempo de rotación, para cada uno de ellos. La gradación que se use deberá ser representativa de la gradación original del material suministrado para la obras.

Tabla Nº 1 peso de agregados y número de esferas para agregados gruesos de hasta de 1 ½” (Ensayo de Abrasión ASTM C-131)

METODO A B C D

DIAMETRO CANTIDAD DE MATERIAL A EMPLEAR (gr)

Pasa por

tamiz

1 ½ ”

1”

¾”

½ ”

3/8”

¼”

Nº4 Retenido en el tamiz

1”

¾”

½”

3/8”

¼”

Nº4

Nº8

1250±25

1250±25

12 50±10

1 250±10

2 500±10

2 00±10

2 500±10

2 500±10

5 000±10

PESO TOTAL 5000±10 5000±10 5000±10 5000±10

Nº DE ESFERAS

Nº DE REVOLUCIONES

TIEMPO DE ROTACION (EN MINUTOS) 12

500

15 11

500

15 8

500

15 6

500

15

Tabla Nº 2 Peso de agregado y Número de Esferas para agregados gruesos de tamaños mayores a 3/4” (Ensayo de Abrasión ASTM C-535)

METODO 1 2 3

DIAMETRO CANTIDAD DE MATERIAL A UTILIZAR (gr)

pasante por tamiz

3’’

2 ½”

2”

1 ½”

1” Retenido en tamiz

2 ½”

2”

1 ½”

1”

¾”

1 250±50

1 250±50

1 250±50

5000±50

5000±25

5000±25

5000±25

PESO TOTAL 10000±100 10000±75 10000±50

Nº DE ESFERAS

Nº DE REVOLUCIONES

TIEMPO DE ROTACION (EN MINUTOS) 12

1000

30 12

1000

30 12

1000

30

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

 El material deberá ser lavado y secado en horno a una temperatura constante de 105-110ºC, tamizadas según las mallas que se indican y mezcladas en las cantidades del método al que correspondan.

 Pesar la muestra con precisión de 1 gr., para el caso de agregados gruesos hasta de 1 ½”, y 5gr para agregados gruesos de tamaños mayores a 3/4”.

 Introducir la muestra junto con la carga abrasiva en la máquina de Los Ángeles, cerrar la abertura del cilindro con su tapa, ésta tapa posee empaquetadura que impide la salida de polvo fijada por medio de pernos. Accionar la máquina, regulándose el número de revoluciones adecuado según el método.

 Finalizado el tiempo de rotación, se saca el agregado y se tamiza por la malla Nº12.

 El material retenido en el tamiz Nº12 se lava y seca en horno, a una temperatura constante entre 105º a 110ºC pesar la muestra con precisión de 1 gr.

CÁLCULOS

El resultado del ensayo se expresa en porcentaje de desgaste, calculándose como la diferencia entre el peso inicial y final de la muestra de ensayo con respecto al peso inicial.

La fórmula a utilizar es la anteriormente mencionada:

Donde:

D: porcentaje de desgaste.

mi: Masa inicial de la muestra seca.

mf: Masa del material desgastado.

Resultados de porcentaje de desgaste menores a 20% denotan áridos de muy buena calidad, de 20-30% se puede considerar de buena calidad, de 30-40% regular, de 40-50% baja calidad y mayor a 50% mala calidad. Cuando el máximo desgaste es de 35 %, se usa para hormigón. Cuando el máximo desgaste es de 30 %, se usa para material granular para vías.

IMPORTANCIA

El ensayo de Abrasión de los Ángeles es importante porque permite conocer el porcentaje de desgaste de un agregado, conociendo éste porcentaje se pueden obtener losas, pavimentos o cualquier tipo de estructuras de concreto que se desee fabricar con la durabilidad y con la resistencia adecuadas, además de esto los resultados del ensayo indicaran cual es el posible uso del material (para cual obra se puede utilizar).

Los agregados que carecen de resistencia a la abrasión pueden causar en la construcción problemas de rendimiento. La degradación que ocurre durante la producción puede afectar a la gradación en general. El estudio de las especificaciones indica que el 94% de los países desarrollados utilizan la prueba de abrasión de Los Ángeles o alguna variación, Sólo pocos países tienen un requisito de la degradación de algunas pruebas de otro tipo. La mayoría de los países tienen una pérdida máxima permitida de entre 40 y 45%.

RESISTENCIA A LA FLEXION

OBJETIVO

Determinar la resistencia a la flexión de Pizarras de techar y en algunas utilizaciones de mármoles ornamentales y granitos cortados en placas.

EQUIPO

El equipo a utilizar de acuerdo con la Norma UNE 22-176 de granitos ornamentales y la Norma UNE 22-186 de mármoles y calizas ornamentales así como también para placas y losas de pizarras ornamentales, Norma UNE 22-195, es el siguiente:

 Probetas prismáticas de 300 x 25 x40 mm o probetas de 90 x 30 x 30 MM talladas a partir de testigos de sondeos, que previamente hayan estado sumergidas en agua filtrada, a 20 °C, durante un tiempo mínimo de 48 horas.

 Dispositivo de flexión para probetas de 300 x 25 x 40 MM.

 Dispositivo de flexión para probetas de 90 x 30 x 30 MM.

 Dispositivo de flexión para placas de pizarra.

PROCEDIMIENTO

El procedimiento consiste en conocer la carga máxima que puede soportar una probeta apoyada en los extremos hasta que se rompe. Para obtener el coeficiente de resistencia a la flexión de una roca, se procede de la siguiente manera:

1. Se cortan las muestras en forma de paralelepípedo con características definidas de peso y dimensiones (12x4x2) cm. aproximadamente, las cuales se sumergen en agua a 20º C durante 48 horas. UNE 22-176-85.

2. Se miden las dimensiones de la muestra (altura, longitud, ancho).

3. La muestra es colocada sobre dos apoyos cilíndricos separados 10 cm. y son sometidas, mediante otros cilindros en su parte superior aplicándole cargas crecientes hasta romperla.

4. Se toma la lectura del deformímetro de carga expresada en lb/10-4” que expresa la fuerza aplicada sobre la muestra y se multiplica por una constante K=2.2/10-4” para obtener el valor expresado en Kg.

5. Obtenidos estos valores se procede a determinar la resistencia a la flexión de acuerdo a la siguiente fórmula:

MOR = 3FL / 2bd2 (Kg/cm2)

Donde:

F = fuerza (Kg.). L = longitud (cm). b = base (cm). d = ancho (cm)

Para probetas de 300 x 25 x 40 MM el ensayo se realiza en una prensa a la que se adapta un dispositivo de flexión, empleando una carga que se transmite a velocidad de 10N/S a través de dos rodillos cilíndricos distanciados 100 mm sobre la probeta situada sobre los dos apoyos cilíndricos separados 200 mm.

La resistencia a flexión, en megapascal (MPa), se obtiene a partir de la expresión:

Donde:

F: es la carga de rotura en N

L: la distancia entre apoyos inferiores en cm

B: la anchura en cm de las caras sometidas al esfuerzo

H: la altura de la probeta en cm

Para probetas de 90 x 30 x 30 mm, el ensayo se realiza en una prensa a la que se adapta un dispositivo de flexión. La carga se aplica a través de un único rodillo oscilante, centrado sobre la probeta, que a su vez se apoya en dos rodillos separados 80 mm, empleando una velocidad de carga de 70N/S.

El valor de la resistencia a flexión se obtiene de la expresión:

Donde: F, L, B y H tienen el mismo significado que la ecuación anterior.

IMPORTANCIA

Cobra particular relevancia en el caso de revestimiento exterior de edificios de gran altura por

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