APUNTES pavimentos

INTRODUCCION

INTRODUCCION

P A V I M E N T O S

Se llama pavimento al conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas del transito y las transmiten a los estratos inferiores en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe funcionar eficientemente. Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento son las siguientes: anchura, trazo horizontal y vertical, resistencia adecuada a las cargas para evitar las fallas y los agrietamientos, edemas de una adherencia adecuada entre el vehculo y el pavimento aun en condiciones hmedas. Deber presentar una resistencia adecuada a los esfuerzos destructivos del transito, de la intemperie y del agua. Debe tener una adecuada visibilidad y contar con un paisaje agradable para no provocar fatigas. Puesto que los esfuerzos en un pavimento decrecen con la profundidad, se debern colocar los materiales de, mayor capacidad de carga en las capas superiores, siendo de menor calidad los que se colocan en las terraceras adems de que son los materiales que ms comnmente se encuentran en la naturaleza, y por consecuencia resultan los ms econmicos. La divisin en capas que se hace en un pavimento obedece a un factor econmico, ya que cuando determinamos el espesor de una capa el objetivo es darle el grosor mnimo que reduzca los esfuerzos sobre la capa inmediata inferior. La resistencia de las diferentes capas no solo depender del material que la constituye, tambin resulta de gran influencia el procedimiento constructivo; siendo dos factores importantes la compactacin y la humedad, ya que cuando un material no se acomoda adecuadamente, ste se consolida por efecto de las cargas y es cuando se producen deformaciones permanentes.

TIPOS DE PAVIMENTOS. Bsicamente existen dos tipos de pavimentos: rgidos y flexibles. El pavimento rgido se compone de losas de concreto hidrulico que en algunas ocasiones presenta un armado de acero, tiene un costo inicial ms elevado que el flexible, su periodo de vida varia entre 20 y 40 aos; el mantenimiento que requiere es mnimo y solo se efecta (comnmente) en las juntas de las losas. El pavimento flexible resulta ms econmico en su construccin inicial, tiene un periodo de vida de entre 10 y 15 aos, pero tienen la desventaja de requerir mantenimiento constante para cumplir con su vida til. Este tipo de pavimento esta compuesto principalmente de una carpeta asfltica, de la base y de la sub-base. . Terracera. Se llama terracera al conjunto de obras compuestas de cortes y terraplenes, formadas principalmente por la sub-rasante y el cuerpo del terrapln, constituida generalmente por materiales no seleccionados y se dice que es la subestructura del pavimento. Cuando se va a construir un camino que presente un TPDA (Trnsito Promedio Diario Anual) mayor a 5000 vehculos, es necesario que se construya bajo la sub-rasante una capa conocida como sub-yacente; la cual deber tener un espesor mnimo de 50 cm.

BANCOS DE PRESTAMO

Generalmente el material que se emplea en un terrapln es el que se encuentra sobre la misma ruta producto de cortes o prestamos laterales. Los bancos debern contener como mnimo 10,000m de material para que sea explotable. Los bancos para sub-rasante debern ser homogneos, y de esta manera evitar que los espesores del pavimento varen con demasiada frecuencia, los podemos encontrar en formaciones de roca muy alterada o en bancos arenosos estratificados. Tipos de bancos de prstamo : Longitudinales: son producto de los cortes.

Laterales: distancia al eje del camino de hasta 20 metros.

Banco de prstamo: distancia al eje del camino de hasta 100 mts. Ms de 10 Km. No es costeable.

CLASIFICACION DE LOS MATERIALES GRUESOS SEGN LA SCT (SECRETARIA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES) Se llama roca a toda formacin que tenga un dimetro mayor de 2m. FRG f < 2.00 > 0.75 m FRM f < 0.75 > 0.20m FRCH f < 0.20 >0.075 m que es el f de la malla # 3 Todo lo que pase la malla de 3" se considera como un suelo FRG = Fragmento de roca grande. FRM = Fragmento de roca mediana. FRCH = Fragmento de roca chica.

CARACTERISTICA DE BASES Y SUB-BASES De acuerdo con el criterio usado en la actualidad se tiene que para carreteras con un trnsito menor a 1000 vehculos pesados, se recomienda que el espesor de la bases sea de 12 cm. Y cuando el trnsito sea mayor, se recomienda que el espesor mnimo sea de 15cm. Para las sub-bases la SCT recomienda un espesor mnimo de 10 cm.

LAS FUNCIONES DE ESTAS CAPAS SON:

SUB-BASE. Cumple una cuestin de economa ya que nos ahorra dinero al poder transformar un cierto espesor de la capa de base a un espesor equivalente de material de sub-base (no siempre se emplea en el pavimento), impide que el agua de las terraceras ascienda por capilaridad y evitar que el pavimento sea absorbido por la sub-rasante. Deber transmitir en forma adecuada los esfuerzos a las terraceras.

BASE. Es la capa que recibe la mayor parte de los esfuerzos producidos por los vehculos. La carpeta es colocada sobre de ella porque la capacidad de carga del material friccionante es baja en la superficie por falta de confinamiento. Regularmente esta capa adems de la compactacin necesita otro tipo de mejoramiento (estabilizacin) para poder resistir las cargas del trnsito sin deformarse y adems de transmitirlas en forma adecuada a las capas inferiores. El valor cementante en una base es indispensable para proporcionar una sustentacin adecuada a las carpetas asflticas delgadas. En caso contrario, cuando las bases se construyen con materiales inertes y se comienza a transitar por la carretera, los vehculos provocan deformaciones transversales. En el caso de la granulometra, no es estrictamente necesario que los granos tengan una forma semejante a la que marcan las fronteras de las zonas, siendo de mayor importancia que el material tenga un VRS (valor relativo de soporte) y una plasticidad mnima; adems se recomienda no compactar materiales en las bases que tengan una humedad igual o mayor que su lmite plstico.

MATERIALES PARA SUB-BASE Y BASE

Los materiales para sub-base y base estarn sujetos a los tratamientos mecnicos que lleguen a requerir para cumplir con las especificaciones adecuadas, siendo los ms usuales: la eliminacin de desperdicios, el disgregado, el cribado, la trituracin y en algunas ocasiones el lavado, los podemos encontrar en cauces de arroyos de tipo torrencial, en las partes cercanas al nacimiento de un ro y en los cerros constituidos por rocas andesticas, baslticas y calizas. Es de gran importancia conocer el tipo de terreno con el que se va a trabajar ya que en base a esto se elige el tipo de maquinaria y el personal suficiente para trabajar en forma adecuada. El material que se manda del banco para efectuar el anlisis correspondiente, deber traer las etiquetas adecuadas y al llegar a laboratorio se le efectuar un secado, su disgregacin y se le cuartear. En pavimentos se realizan bsicamente 3 tipos de ensayes que sern para clasificar el suelo, para controlar la obra y para proyectar el espesor y los porcentajes ptimos de aglutinante de las diferentes capas que se enlistan a continuacin:

TERRAPLEN.

Clasificacin granulomtrica, contenido de humedad, lmites de Atterberg

Control. Peso volumtrico seco mximo y grado de compactacin

SUB-RASANTE

Clasificacin granulomtrica, contenido de humedad, lmites de A tterberg.

Control. Peso volumtrico seco mximo y grado de compactacin.

Diseo. VRS, cuerpo de ingenieros de los EU y prueba de placa.

BASE Y SUB-BASE.

Clasificacin granulomtrica, contenido de humedad, lmites de A tterberg

Control. Valor cementante, ndice de durabilidad, PVSM, GC, equivalente de arena y expansin, adherencia con asfalto. Diseo. Prueba de placa, VRS, y cuerpo de ingenieros..CARPETA ASFLTICA

Clasificacin granulomtrica, contenido de humedad, lmites de A tterberg

Control. Adherencia con asfalto, equivalente de arena, intemperismo, forma de la partcula, desgaste, densidad y absorcin. Todas las pruebas que se realizan a los asfaltos.

Diseo. Marshall, HUEEM, compresin simple.

FUNCIONES DE LOS MATERIALES

SUBRASANTE.

La funcin de la sub-rasante es soportar las cargas que transmite el pavimento y darle sustentacin, adems de considerarse la cimentacin del pavimento. Entre mejor calidad se tenga en esta capa el espesor del pavimento ser ms reducido y habr un ahorro en costos sin mermar la calidad. Las caractersticas con las que debe cumplir son: f mximo de 3", expansin mxima del 5%, grado de compactacin mnimo del 95%; espesor mnimo de 30cm para caminos de bajo trnsito y de 50cm en caminos con un TPDA > de 2000 vehculos. Otra de las funciones de la sub-rasante es evitar que el terrapln contamine al pavimento y que sea absorbido por las terraceras.

TERRAPLEN

La finalidad del cuerpo del terrapln es proporcionar la altura necesaria para cumplir con el proyecto, deber resistir las cargas de las capas superiores y distribuirlas adecuadamente en el terreno natural. Por normatividad no se acepta material del tipo MH, OH, y CH cuando su lmite lquido sea mayor del 80%, deber tener un VRS mnimo de 5%. Si esta compuesto de rocas, se recomienda formar capas del espesor del tamao mximo y se pasar un tractor de oruga en tres ocasiones por cada lugar con un movimiento de zig-zag que se conoce como bandeado, el grado de compactacin mnima ser del 90% y si es necesario realizar modelos en barrancas donde no es fcil el empleo del equipo, se permite que el material se coloque a volteo hasta una altura donde ya pueda operar la maquinaria. Se recomienda el compactador pata de cabra con equipo de vibrado y un peso aproximado de 20 a 30 toneladas..

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE BASES Y SUB-BASES

El primer paso consiste en ubicar el banco de prstamo, de donde se traer el material, pudiendo emplearse en estas capas gravas, arenas de ro, depsitos de roca (aglomerados) o materiales ligeramente o fuertemente cementados (conglomerados), se recomienda no usar tezontles ya que estos materiales tienden a desmoronarse y pueden provocar cambios volumtricos, en caso de que sea necesario su empleo debern mezclarse con algn tipo de material fino como los tepetates (60% tepetate y 40% tezontle); en algunos casos se debern aplicar tratamientos previos y estos podrn ser: el cribado, la trituracin y en algunas ocasiones se les estabiliza en planta con cemento o con cal para darle mayor resistencia. Estos materiales son llevados a la obra, donde se acamellonan para poder llevar a cabo el clculo del volumen y ver si existe algn faltante.

Cuando el material de banco tiene cierta humedad, sta se calcula para saber si estamos por debajo o por encima de la humedad ptima de compactacin, con ello logramos saber que cantidad de agua debemos adicionarle, o bien, voltear el material para que por evaporacin pierda el agua sobrante. El material acamellonado se abre parcialmente y se humedece con una cantidad de agua cercana a la ptima, siendo para los caminos una humedad menor a la obtenida en laboratorio. El agua no se riega de una sola ves, sino que, se distribuye en varias pasadas, se hace un primer riego y la moto-niveladora abre una nueva cantidad de material, el cual coloca sobre el hmedo para que vuelva a pasar la pipa; esto se hace comnmente en tres etapas, para despus con la misma maquinaria , homogenizar la humedad. Cuando se llega a esto se distribuye el material en toda la corona para formar la capa con el espesor suelto necesario, debiendo cuidar que no se separe el material fino del grueso. Ya extendido se compacta con un rodillo liso o de neumticos, o con una combinacin de ambos hasta alcanzar el grado de compactacin que marca el proyecto.

Cuando en las bases se alcanza la compactacin de proyecto, sta se deja secar superficialmente, se barre para retirar basura y partculas sueltas. Despus de esto se le aplica un riego de emulsin asfltica de fraguado lento o superestable que se conoce como riego de impregnacin. Este elemento sirve para impermeabilizar y estabilizar la base y le ayudar a protegerla de la intemperie cuando no se va a colocar una carpeta en poco tiempo, adems favorece la adherencia entre la base y la futura carpeta. La cantidad por regar variar de acuerdo con la abertura de poro que presente la base, para conocer cual es la cantidad adecuada se recomienda efectuar mosaicos de prueba, los cuales variarn de 0.6 a 1.2 lts/m de emulsin. La SCT recomienda que este asfalto penetre dentro de la base de 3 a 5 mm, no debiendo quedar charcos o natas de asfalto que puedan desestabilizar la capa superior. " se recomienda no efectuar este tratamiento cuando amenace lluvia, cuando la temperatura sea menor de 5 C o bien, cuando exista mucho viento. La base impregnada puede abrirse al trnsito con un tiempo de reposo de 24 horas como mnimo, pero si lo ordena la secretara se abrir antes, esta capa se puede cubrir con arena para evitar que los vehculos se lleven la pelcula de asfalto.

ESTABILIZACIN O MEJORAMIENTO DEL MATERIAL

La estabilizacin consiste en agregar un producto qumico o aplicar un tratamiento fsico logrando as que se modifiquen las caractersticas de los suelos. Se dice que es la correccin de una deficiencia para darle una mayor resistencia al terreno o bien, disminuir su plasticidad. Las tres formas de lograrlo son las siguientes:

FSICAS.

Mezclas de suelos (comn)

Geotextiles (comn)

Vibriflotacin (mecnica de suelos)

Consolidacin previa.

QUMICAS.

Cal. Econmica para suelos arcillosos (disminuye plasticidad)

Cemento Prtland para arenas o gravas finas (aumenta la resistencia)

Productos asflticos. Para material triturado sin cohesin (emulsin, muy usada)

Cloruro de sodio. Para arcillas y limos (impermeabilizan y disminuyen los polvos)

Cloruro de calcio Para arcillas y limos (impermeabilizan y disminuyen los polvos)

Escorias de fundicin. Comnmente en carpetas asflticas, dan mayor resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida til.

Polmeros. Comnmente en carpetas asflticas, dan mayor resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida til.

Hule de neumticos. Comnmente en carpetas asflticas, dan mayor resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida til.

MECNICAS.

Compactacin.

El mejoramiento anterior regularmente se hace en la sub-base, base y en carpetas asflticas.

A continuacin se mencionan los tipos de estabilizacin ms comunes en Mxico.

GEOTEXTILES

Los geotextiles son telas permeables no biodegradables que pueden emplearse como filtros en sustitucin de agregados graduados como estabilizadores de suelos blandos y como elementos para sustituir la erosin de suelos y el acarreo de azolves. Se emplean como elementos de distribucin de cargas en los pavimentos, en los taludes y en los cortes, ayudan a proteger de la erosin. Comnmente se tienen tres tipos que se conocen como material entrelazado en forma perpendicular, materiales de tela unidas mediante un tejido de punto, y los menos usuales que son los materiales no tejidos, se recomienda seguir el siguiente procedimiento constructivo:

La capa inferior a la colocacin del geotextil deber estar totalmente terminada, en suelos muy blandos se puede cortar la vegetacin al ras y se debern rellenar las depresiones, se deber estirar el geotextil para que no haya arrugas, dndole el traslape adecuado. Cuando sea necesario rellenar este material se colocar por delante para que el equipo de construccin no toque directamente el producto, y cuando se vaya a ser usado como refuerzo, deber pasrsele un equipo pesado y darle al menos cuatro pasadas. Los geotextiles pueden aplicarse sobre pavimentos deteriorados de concreto hidrulico o asfltico para colocar una sobre-carpeta; si se emplea como refuerzo evita que las grietas existentes en el pavimento se reflejen en la sobre-carpeta, si se usa como impermeabilizante deber agregrsele asfalto para formar una barrera, el beneficio que se tiene al usar este producto es el aumentar su vida til al pavimento, disminuyen los costos de mantenimiento e incrementa su periodo de vida.

ESTABILIZACIN CON CAL

Es un mtodo econmico para disminuir la plasticidad de los suelos y darle un aumento en la resistencia. Los porcentajes por agregar varan del 2 al 6% con respecto al suelo seco del material por estabilizar, con estos porcentajes se consigue estabilizar la actividad de las arcillas obtenindose un descenso en el ndice plstico y un aumento en la resistencia. Es recomendable no usar mas del 6% ya que con esto se aumenta la resistencia pero tambin tenemos un incremento en la plasticidad. Los estudios que se deben realizar a suelos estabilizados con cal son: lmites de Atterberg, granulometra, valor cementante, equivalente de arena, VRS, compresin. Adems tambin se realizan estos estudios para suelos estabilizados con puzolanas, cloruro de sodio y calcio, y cemento Prtland del tipo flexible.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO EMPLEANDO CAL

La capa inferior a la que se va a estabilizar, deber estar totalmente terminada, el mezclado puede realizarse en una planta adecuada o en campo, obtenindose mejores resultados en el primer caso, la cual puede agregarse en forma de lechada, a granel o en sacada. Cuando se efecta el mezclado en el campo, el material que se va a mejorar deber estar disgregado y acamellonado, se abre una parte y se le agrega el estabilizador distribuyndolo en el suelo para despus hacer un mezclado en seco, se recomienda agregar una ligera cantidad de agua para evitar los polvos. Despus de esto se agrega el agua necesaria y se tiende la mezcla debiendo darle un curado de hasta 48 horas de acuerdo con el tipo de arcilla de que se trate. Se tiende la mezcla y se compacta a lo que marca el proyecto para despus aplicarle un curado final, el cual consiste en mantener la superficie hmeda por medio de un ligero roco. Se recomienda no estabilizar cuando amenace lluvia o cuando la temperatura ambiente sea menor a 5 C , adems se recomienESTABILIZACIN CON CEMENTO PRTLAND.

Al mejorar un material con cemento Prtland se piensa principalmente en aumentar su resistencia, pero adems de esto, tambin se disminuye la plasticidad, es muy importante para que se logren estos efectos, que el material por mejorar tenga un porcentaje mximo de materia orgnica del 34%. Existen dos formas o mtodos para estabilizar con cemento Prtland, unas llamadas estabilizaciones del tipo flexible, en el cual el porcentaje de cemento vara del 1 al 4%, con esto solo se logra disminuir la plasticidad y el incremento en la resistencia resulta muy bajo, las pruebas que se les efectan a este tipo de muestras son semejantes a las que se hacen a los materiales estabilizados con cal. Otra forma de mejorar el suelo con cemento, se conoce como estabilizacin rgida, en ella el porcentaje de cemento vara del 6 al 14%, este tipo de mejoramiento es muy comn en las bases, ya que resulta muy importante que stas y la carpeta presenten un mdulo de elasticidad semejante, ya que con ello se evita un probable fracturamiento de la carpeta, ya que ambos trabajan en conjunto; para conocer el porcentaje ptimo por emplear se efectuan pruebas de laboratorio con diferentes contenidos de cemento.

PRUEBAS PARA ESTABILIZACIN DE SUELOS, PARA SU EMPLEO EN BASES Y SUB-BASES CON CEMENTO PRTLAND, TIPO RGIDO.

Las pruebas utilizadas son: la proctor para conocer su peso especfico, y la humedad ptima de compactacin. Para este mismo mtodo se elaboran especimenes para el ensaye de expansin y el de perdida por cepillado en ciclos de humedecimiento y secado, adems de esto se le aplica una prueba a la resistencia de compresin sin confinar (simple)

MEJORAMIENTO CON PRODUCTOS ASFLTICOS.

El material asfltico que se emplea para mejorar un suelo puede ser el cemento asfltico o bien las emulsiones asflticas, el primero es el residuo ltimo de la destilacin del petrleo. Para eliminarle los solventes voltiles y los aceites. Para ser mezclado con material ptreo deber calentarse a temperaturas que varan de 140 a 160 C, el ms comn que se emplea en la actualidad es el AC-20. este tipo de producto tiene la desventaja de que resulta un poco ms costoso y que no puede mezclarse con ptreos hmedos. En las estabilizaciones, las emulsiones asflticas son las ms usadas ya que este tipo de productos si pueden emplearse con ptreos hmedos y no se necesitan altas temperaturas para hacerlo maniobrable, en este tipo de productos se encuentra en suspensin con el agua, adems se emplea un emulsificante que puede ser el sodio o el cloro, para darle una cierta carga a las partculas y con ello evitar que se unan dentro de la emulsin; cuando se emplea sodio, se tiene lo que se conoce como emulsin aninica con carga negativa y las que tienen cloro son las emulsiones catinicas que presentan una carga positiva, siendo estas ltimas las que presentan una mejor resistencia a la humedad que contienen los ptreos. Se tienen emulsiones de fraguado lento, medio y rpido, de acuerdo al porcentaje de cemento asfltico que se emplea. Una emulsin asfltica es una dispersin de asfalto en agua en forma de pequeas partculas de dimetro de entre 3 y 9 micras.

Este tipo de aglutinantes puede usarse casi con cualquier tipo de material aunque por economa se recomienda se emplee en suelos gruesos o en materiales triturados que no presenten un alto ndice de plasticidad, puede usarse tambin con las arcillas pero solo le procura impermeabilidad, resultando un mtodo muy costoso, adems con otros productos se logra mayor eficiencia y menor costo para los suelos plsticos. Es importante que el material ptreo que se va a mejorar, presente cierta rugosidad para que exista un anclaje adecuado con la pelcula asfltica, situacin que se agrava si el material ptreo no es afn con el producto asfltico. Algunos productos asflticos contienen agua y si esto no se toma en cuenta se pueden presentar problemas muy serios al momento de compactar, la prueba que ms comnmente se emplea en el laboratorio para determinar el porcentaje adecuado de asfalto a utilizar se conoce como "prueba de valor soporte florida modificada" y el procedimiento consiste en elaborar especimenes de ptreos que presentan cierta humedad usando diferentes porcentajes de asfalto, se compactan con carga esttica de 11.340 Kg. (140 Kg/cm), despus de esto se pesan y se meten a curar al horno a una temperatura de 60 C, se sacan y se penetran hasta la falla o bien hasta que tengan una profundidad de 6.35mm registrndose la carga mxima en Kg., se efecta una grfica para obtener el porcentaje ptimo de emulsin y se recomienda que el material por mejorar presente un equivalente de arena mayor de 40%

y el porcentaje de emulsin vare en un porcentaje de 1.

El procedimiento constructivo se desarrolla de la manera siguiente: la capa a mejorar ya tiene que estar completamente terminada. No hacer la estabilizacin con mucho viento, menos de 5 C o lluvia. Tambin se puede estabilizar con cido fosfrico y fosfatos; fosfato de calcio (yeso), resinas y polmeros.

da que la superficie mejorada se abra al trnsito vehicular en un tiempo de 24 a 48 horas.

COMPUESTOS DE UNA CARPETA ASFLTICA

Esta compuesta de:

Material asfltico. Puede ser cemento asfltico (AC-2.5, AC-5, AC-10, AC-20, AC-30 y AC-40. los AC-5 normalmente son emulsiones.

Emulsin asfltica. Aninicas (-), catinicas (+) y de rompimiento rpido, medio y lento.

Agregados ptreos.

Anteriormente los cementos asflticos se clasificaban por su dureza en:

CA-0 para climas fros.

CA-6 para climas templados.

CA-10 para climas clidos.

Regionalizacin de los productos asflticos.

El asfalto es un material bituminoso, slido o semislido con propiedades aglutinantes y que se licua gradualmente al calentarse, se obtiene de la destilacin del petrleo. En Mxico este tipo de producto se emplea para la construccin de carpetas desde aproximadamente 1920; anteriormente se le clasificaba de acuerdo a su dureza, siendo el cemento asfltico ms usado el que tena una dureza media (CA-6). Con la entrada de Mxico al TLC se tuvieron que adecuar las normas Mexicanas a las de la ACTM y a las especificaciones del SEP ( Programa Estratgico de investigacin de Carreteras.) de la ASTM (American Standard Test Materials.) de ese tiempo a la fecha, los materiales asflticos se clasifican de acuerdo a la viscosidad que presentan. A continuacin se anotarn las recomendaciones generales para cada uno de los productos asflticos con la finalidad de darles un mejor uso.

ASFALTOREGION RECOMENDADA

AC-5Sirve para elaborar emulsiones y concretos asflticos que se utilicen en la zona de la sierra madre occidental, en Durango o Chihuahua, y en algunas regiones altas de los estados de Mxico, Morelos y Puebla.

AC-10Se recomienda para la regin central y el altiplano de la repblica mexicana.

AC-20Para el sureste de la repblica y las regiones costeras del golfo y el pacfico, pasando por Sinaloa e inclusive hasta Baja California.

AC-30Norte y noreste del pas, excluido el estado de Tamaulipas.

Esta distribucin se basa en condiciones climticas y no incluye otras variables importantes como el tipo de agregado ptreo, la intensidad del trnsito y otros factores como el NAF. Por lo que para realizar un concreto asfltico de calidad debern tomarse en cuenta las siguientes caractersticas: a) enviar ptreos sanos, limpios y bien graduados, b) utilizar procedimientos constructivos adecuados y c) aplicar las temperaturas recomendadas. En algunas ocasiones ser necesario adicionar algn aditivo.

Aplicacin de los productos asflticos.

Cemento asfltico o emulsin.Trabajos recomendados en forma general.

AC-5, AC-10, AC-20, y AC-30 (solos o modificados)Para realizar concretos asflticos en las regiones sealadas y sobre todo en carreteras de alta circulacin con alta intensidad de trnsito y con un elevado nmero de carga por eje.

Emulsiones asflticas catinicas de fraguado lento o superestable.Para riego de impregnacin de bases hidrulicas.

Emulsiones asflticas catinicas de fraguado medioPara carpetas asflticas mezcladas en frio, para carreteras con trnsito mximo de 2000 vehculos, tambin se emplea en trabajos de bacheo, re-nivelacin y sobre-carpetas.

Emulsiones de fraguado rpido.Se utiliza para riegos de liga, carpetas asflticas de riego y riegos de sello convencionales.

TIPOS DE CARPETAS.

realizadas en planta o en caliente con trnsito de hasta 2000 vehculos (AC-20, material ptreo y temperatura de 140 a 160 C.)

Carpetas de riegos (emulsin y material ptreo.)

Carpetas asflticas en fro o en el lugar.

Revestimientos. Se puede circular todo el ao (espesor de 15cm) con material seleccionado (en desiertos arenas con emulsin asfltica en una cantidad de 6lt/m de ptreo; despus de compactado se debe efectuar un poreo para tapar oquedades.) (en la costa arena con 100lt/m y sin poreo), para un rgimen pluvial alto se recomienda estabilizar con cemento la terracera y colocar fragmentos de roca chica.)

OBJETO O FINALIDAD DE MODIFICAR UN ASFALTO.

La finalidad de modificar a los asfaltos es la de mejorar sus propiedades para que presente un mejor comportamiento a los cambios climticos y de temperatura. Adems los hace ms resistentes al envejecimiento, aumenta la capacidad de carga y de soporte, mejoran las condiciones de elasticidad, flexibilidad, cohesin y viscosidad, lo cual redunda en una mayor vida til y en la disminucin del espesor de la carpeta. El cemento asfltico, para modificarlo se puede mezclar con materiales del tipo S-BS (estireno butadieno-estireno), SBR (estireno butadieno-hule), productos EVA (productos termoplsticos adems de poliestirenos y podolefinas. Otro producto que tambin se emplea para darle mayor dureza es el hule molido de neumticos y en algunas ocasiones la escoria de fundicin.

PRINCIPALES PRUEBAS PARA DETERMINAR LAS PROPIEDADES FSICAS DE LOS CEMENTOS ASFLTICOS.

PESO ESPECFICO. Este ensaye se efecta para ubicar las correlaciones necesarias de peso a volumen, vara con la temperatura, o al adicionarle algn otro material; regularmente el asfalto presenta una densidad mayor que el agua.

SOLUBILIDAD TRICLOROETILENO. Este mtodo sirve para detectar impurezas o materiales extraos que presente el asfalto, o bien algn elemento que no sea soluble al asfalto.

PUNTO DE INFLAMACIN. Es una prueba de seguridad que se realiza para conocer a que temperatura provoca flama el material asfltico.

PUNTO DE REBLANDECIMIENTO. Pro el mtodo del anillo y la esfera, nos proporciona una medida a la resistencia del material a el cambio de sus propiedades de acuerdo a su temperatura.

PENETRACIN A 25 C. Con esta prueba se determina la dureza que presentan los diferentes tipos de asfalto; de acuerdo a la dureza nos indica de que tipo de cemento se trata.

DUCTILIDAD A 25 C. Mide al alargamiento que presenta el asfalto sin romperse, la longitud del hilo de material se mide cuando se corta en cm, este ensaye adems de indicarnos el tipo de asfalto nos da la edad del mismo; ya que si se rompe a valores menores a los establecidos nos indica que es un asfalto viejo y que ha perdido sus caractersticas, por consecuencia puede provocar grietas en la carpeta "cemento asfltico crackeado" (viejo.)

VISCOSIDAD SAYBOL FUROL. Nos ayuda a conocer la temperatura en la cual el asfalto es de fcil manejo. En esta prueba se mide el tiempo que tardan en pasar 60 cm de asfalto por un orificio de dimetro aproximadamente igual a 1 mm, este ensaye se efecta a temperaturas que van de los 60 a los 135 C dependiendo del tipo de asfalto de que se trate.

VISCOSIDAD ABSOLUTA A 60 C. Con esta prueba se clasifica el cemento. Consiste en hacer pasar hacia arriba el asfalto dentro de un tubo capilar bajo condiciones controladas de vaco y temperatura, el resultado se calcula de acuerdo al tiempo que tarda en pasar el asfalto de un punto a otro dentro del tubo, este tiempo se multiplica por una constante del equipo usado y la unidad que se maneja es el "poise" que es una fuerza de 1gr/cm y de acuerdo con la viscosidad que presente se clasifican los asfaltos.

VISCOSIDAD CINEMTICA A 135 C. Con esta prueba se mide el tiempo en que un volumen de asfalto fluye a travs de un viscosmetro capilar, de un orificio determinado. El tiempo se multiplica por un factor de calibracin del viscosmetro, la unidad que emplea es el "centistokes". Esta unidad se basa en las relaciones de densidad de un lquido a la temperatura de prueba representada en 1gr/cm. PERDIDA POR CALENTAMIENTO. Tambin llamada prueba de la pelcula delgada; esta prueba estima el endurecimiento que sufren los asfaltos despus de calentarse a temperaturas extremas (163 C) adems nos determina los cambios que sufre el material durante el transporte, almacenamiento, calentamiento, elaboracin y tendido de mezcla. Se efecta en pelculas de pequeo espesor que se someten a los efectos del calor y el aire, con ellos se evala el endurecimiento que presenta y la prdida de su propiedades; despus de efectuado este ensaye se efectan pruebas de viscosidad, ductilidad, penetracin y prdida de peso.PRUEBAS QUE SE EFECTUAN EN LAS EMULSIONES ASFLTICAS.

CARGA ELECTRICA DE LA PARTCULA. Se efecta para identificar la polaridad de los glbulos de asfalto en una emulsin teniendo carga elctrica negativa las aninicas y positiva las catinicas. Se aplica una carga de 8 mili-amperes y la emulsin se ir hacia el lado que presente carga contraria a la que ella tenga.

POTENCIAL DE HIDRGENO. (PH). Consiste en conocer el grado de acidez o alcalinidad de la fase acuosa, adems tambin nos indica el tipo de emulsin de que se trata sabiendo que las emulsiones cationicas son cidas y las aninicas son alcalinas.

DEMULSIBILIDAD. La facilidad con que se rompen las emulsiones, esta prueba nos da una idea del tiempo adecuado para incorporar las emulsiones durante la elaboracin de las mezclas asflticas y consiste en pasar el material por la malla de 1.4 mm para efectuar otra destilacin.

MEZCLABILIDAD CON CEMENTO PRTLAND. Este ensaye permite conocer la estabilidad de los productos al mezclarlo con material fino, el ensaye consiste en agregar cemento Prtland a la emulsin y despus cribar la mezcla por la malla de 1.8 y 1.4, determinndose el retenido en cada una de las mallas no debiendo formar grumos los materiales.

CUBRIMIENTO DEL AGREGADO PTREO EN HMEDO. Con este ensaye se estima que tanta afinidad existe entre la emulsin y el ptreo, nos permite observar como se porta esta unin ante la accin del agua, se recomienda emplear el material de la calizas mezclndose la emulsin y el suelo en diferentes porcentajes para despus lavarlas y observar que porcentaje de asfalto cubre el ptreo, siendo un valor mnimo el 75%.

RESIDUO DE DESTILACIN. Con esta prueba se obtiene el contenido de agua y disolventes que presenta la emulsin cuando se calienta a 260 C. Al residuo se le efectan pruebas de penetracin, ductibilidad y solubilidad para saber como le afecta la temperatura al cemento asfltico.

VISCOSIDAD SAYBOL-FUROL. A 25 y 50 C.

RETENIDO EN LA MALLA NMERO 20. este ensaye nos indica si la emulsin presenta glbulos de un tamao muy grande, el procedimiento consiste en hacer pasar el asfalto o emulsin por la malla 20 y se observa que porcentaje se retiene en la misma. ASENTAMIENTO EN 5 DAS. Nos ayuda a conocer la homogeneidad que presentan los productos al ser almacenados y el ensaye consiste en dejar reposar durante 5 das el producto, y determinar las diferentes concentraciones que presente el asfalto.

DESCRIPCION CARPETA ASFLTICA.

La carpeta asfltica es la parte superior del pavimento flexible que proporciona la superficie de rodamiento, es elaborada con material ptreo seleccionado y un producto asfltico dependiendo del tipo de camino que se va a construir, las principales caractersticas que debe cumplir el ptreo son las siguientes: a) un dimetro menor de una pulgada y tener una granulometra adecuada, b) deber tener cierta dureza para lo cual se le efectuarn los ensayes de desgaste los angeles, intemperismo acelerado, densidad y durabilidad. C) la forma de la partcula deber ser lo ms cbica posible, recomendamos no usar material en forma de laja o aguja pues se rompen con facilidad alterando la granulometra y pudiendo provocar fallas en la carpeta, se efectuarn pruebas de equivalente de arena ya que los materiales finos en determinados porcentajes no resultan adecuados.

En las mezclas asflticas, es de gran importancia conocer la cantidad de asfalto por emplearse, debindose buscar un contenido ptimo; ya que en una mezcla este elemento forma una membrana alrededor de las partculas de un espesor tal que sea suficiente para resistir los efectos del trnsito y de la intemperie, pero no debe resultar muy gruesa ya que adems de resultar antieconmica puede provocar una prdida de la estabilidad en la carpeta, adems este exceso de asfalto puede hacer resbalosa la superficie, para calcular este ptimo se tienen las pruebas de compresin simple para mezclas en fro, la prueba Marshall para muestras en caliente y la prueba de Hveem. Para conocer la adherencia entre el ptreo y el asfalto se pueden utilizar pruebas de desprendimiento por friccin, perdida de estabilidad o bien, cubrimiento por el mtodo ingles; en caso de que las caractersticas del ptreo no sean aceptables, se pueden lavar o bien usar un estabilizante para cambiar la tensin superficial de los poros.

El tipo y espesor de una carpeta asfltica se elige de acuerdo con el trnsito que va a transitar por ese camino, tomando en cuenta el siguiente criterio.

Intensidad del trnsito pesado en un solo sentidoTipo de carpeta

Mayor de 2000 vehi/daMezcla en planta de 7.5cm de espesor mnimo

1000 a 2000Mezcla en planta con un espesor mnimo de 5cm

500 a 1000Mezcla en el lugar o planta de 5cm como mnimo

Menos de 500Tratamiento superficial simple o mltiple.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE UNA MEZCLA ASFLTICA EN PLANTA O EN CALIENTE.

En la planta de concreto asfltico se deber tener el material ptreo del dimetro adecuado (menor de una pulgada) que de preferencia deber estar triturado y cumplir con las especificaciones que marca la SCT. Este material se eleva a un cilindro de calentamiento y secado hasta llegar a una temperatura de 160 a 175 C, de ah se pasa a la unidad de mezclado donde se criba para alimentar 3 o 4 tolvas con material de diferente tamao, se pesa la cantidad de material necesaria de ptreo y se depositan en las cajas mezcladoras donde se le provee de cemento asfltico AC-20 el cual deber estar a una temperatura de 130 a 150 C, se recomienda no exceder estos valores para evitar que se pierdan propiedades, se realiza la mezcla hasta su homogenizacin y sta se vaca a los vehculos a una temperatura de entre 120 y 130 C, de preferencia esta mezcla se cubre con una lona para evitar se enfre en el trayecto.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE LA CARPETA.

En el lugar donde se va a colocar la carpeta, unas dos horas antes de que llegue el concreto asfltico, se efecta un riego de emulsin asfltica de rompimiento rpido que se conoce como riego de liga, esta capa de asfalto nos ayudar a que exista una adherencia adecuada entre el suelo de la base y la carpeta, este riego se efecta en una proporcin de 0.7lt/m, se barren los charcos de asfalto excesivo y se elimina el total de la basura y materiales extraos, para evitar que este riego sea desprendido por las ruedas de los vehculos, se recomienda efectuar un riego de arena.

La mezcla asfltica deber llegar a una temperatura de 115 a 125 C, esto se verifica con un termmetro de varilla. La mezcla se vaca en la mquina finisher o extendedora que formar una capa de mezcla asfltica, se recomienda tener una cuadrilla de rastrillos que aseguren una textura conveniente en la superficie y que borren las juntas longitudinalmente entre franjas. A una temperatura de entre 110 y 120 C se le aplica una compactacin con un rodillo ligero de entre 8 y 10 toneladas de peso; los rodillos se movern paralelamente al eje del camino y de la orilla hacia el centro, y del lado interior hacia el exterior en las curvas. En los aeropuertos adems de lo anterior se pasa el equipo en la direccin perpendicular y oblicua con respecto al eje del camino. Despus de hacer esto con el rodillo ligero, se compacta con un rodillo ms pesado hasta alcanzar el grado de compactacin que marca el proyecto (min. 95%.) la compactacin deber terminar cuando se llegue a esta posicin y para comprobarlo se efectuarn calas, para esto se corta en fro usando un chafln y procurando no daar la base, para de esa manera realizar los ajustes necesarios. Durante el tendido y compactacin de la mezcla pueden aparecer grietas y desplazamientos motivados por diferentes causas, tales como la aplicacin de un riego de liga defectuoso, ya sea en exceso o escaso, falta de viscosidad del asfalto producida por el calentamiento excesivo, o bien, porque el material ptreo no perdi completamente la humedad.

Para conocer la permeabilidad de la carpeta, se realizar en ella una prueba de campo, la cual consiste en colocar un aro de lmina galvanizada de 250mm de dimetro y una altura de 50mm, se sella el aro y se coloca al centro un cono de bronce de 25mm de altura, se agrega agua hasta el ras del cono observando que no baje este nivel en un tiempo de 10 min. el ndice de permeabilidad del material se calcula con la siguiente ecuacin:

IP= Vt/ Vf (1247cm) donde

Vt = volumen delimitado en el interior del aro y cuyo valor es de 1247cm

Vf = volumen final.

La carpeta deber presentar un ndice de permeabilidad menor del 10%. Por ltimo en la carpeta se agrega un riego de sello, el cual consiste en una emulsin, la cual se cubre con un material ptreo del tipo 3E, esto se compacta para que penetre en la carpeta y con ello evitar que se introduzca el agua en ella, adems protege del desgaste y proporciona una superficie antiderrapante. En algunos casos se puede emplear un mortero asfltico que consiste en la mezcla de una emulsin y un material ptreo (arena) que se emplea comnmente cuando se va a utilizar un camino que ya ha tenido cierto uso, a este tratamiento se le conoce como "slurri seal". En la actualidad, en algunos casos cuando el lugar donde se coloca la carpeta es de precipitacin pluvial muy alta, se recomienda colocar sobre de esta una mezcla de textura abierta la cual se conoce como "open grade", este tratamiento ayudar a que no se formen charcos en la superficie los cuales pueden provocar accidentes por el fenmeno conocido como acuaplaneo.

EMPLEO DE MORTERO ASFLTICO

Es una capa delgada formada por arena, emulsin asfltica y finos de relleno mineral. Se puede emplear para rellenar grietas en pavimentos para sellar superficies porosas e impermeabilizar.

FORMULAS PARA OBTENER EL CONTENIDO MNIMO DE ASFALTO CON MATERIAL QUE CONTIENE FINOS.

Tabla 1. valor de la constante de rea especfica

Material que pasa la mallaSe retiene en la mallaConstante de rea especfica

1 0.27

No. 40.41

No. 4No. 402.05

No. 40No. 20015.38

No. 20053.30

Tabla 2. ndice asfltico

Materialndice asfltico

Gravas o arenas de ro o material redondeado0.0055

Gravas angulosas o redondas trituradas de baja absorcin0.0060

Gravas o arenas redondas de alta absorcin y rocas trituradas de absorcin media0.0070

Roca triturada de alta absorcin0.0080

ANTECEDENTES DE LA PRCTICA

Cono de arena.La calidad durante un proceso de compactacin en campo se mide a partir de un parmetro conocido como grado de compactacin, el cual representa un cierto porcentaje. Su evaluacin involucra la determinacin previa del peso especifico y de la humedad ptima correspondiente a la capa de material ya compactado. Este mtodo de conocer el grado de compactacin es un mtodo destructivo ya que se basa en determinar el peso especfico seco de campo a partir del material extrado de una cala, la cual se realiza sobre la capa de material ya compactada.

EQUIPO EMPLEADO Y PROCEDIMIENTOEl equipo empleado fue el siguiente :

1. Molde prctor con molde

2. Flexmetro

3. equipo (compuesto de un frasco, un cono metlico y arena slica o de Ottawa que pase la malla #20 y se retenga en la #30

4. Base metlica para el cono

5. Balanza de 20 kg con aproximacin de un gramo

6. Una charola cuadrada

7. Una brocha y un cordell

8. Una cpsula de aluminio

9. Un horno con temperatura controlable

10.Un cincel y un martillo

11.Bolsas de hule

12.Una placa de 10cm de dimetro

PROCEDIMIENTO

Se mide el dimetro y altura del cilindro y se calcula el volumen del cilindro; despus se pesa el cilindro con la base, se cierra la vlvula del cono, se coloca ste sobre las mariposas del cilindro evitando que se mueva, se abre la vlvula y se llena el molde con arena hasta que sta se derrame; se cierra la vlvula una vez que ha cesado el movimiento al interior del frasco y se enraza el cilindro ayudado por un cordell para evitar ejercer presin, se limpia la base con la brocha y se pesa; por diferencia de pesos se obtiene el peso de la arena que dividida entre el volumen del cilindro nos proporcionar el peso volumtrico. Se repite el proceso anterior de 3 a 5 veces dependiendo las varaciones en el peso de la arena.

Para obtener el peso de la arena que llena el cono y la base se procede a hacer lo siguiente: se pesa el equipo con arena, se coloca la base sobre una superficie plana (en este caso la charola), se cierra la vlvula y se coloca el cono sobre la placa permitiendo que fluya la arena dentro del cono, cuando se detenga el movimiento de la arena dentro del frasco se cierra la vlvula y, se pesa el equipo con la arena sobrante.

El siguiente paso es la obtencin del peso volumtrico de campo, para ello se pesa el equipo con arena y la cpsula. En el campo, en el lugar en que se realizar la prueba se debe nivelar, colocar la placa y trazar el dimetro de sta, se extrae el material procurando evitar perdidas hasta una profundidad de 8 a 10 cm. El material extrado deber colocarse en una bolsa de plstico para evitar que pierda agua. Despus se coloca el cono sobre la base, se cierra la vlvula y cuando est listo se abre la vlvula para que fluya

a arena dentro de la cala y el cono, cuando se llenen ambos elementos, se cierra la vlvula y se pesa el equipo con la arena restante. Se pesa el material extrado de la cala y de ah mismo se obtiene una muestra representativa que ser pesada para obtener el contenido de humedad, con estos datos se obtiene el peso especfico seco mximo de campo y dividindolo entre el peso volumtrico seco mximo de laboratorio nos indica el grado de compactacin de campo.RESULTADOS OBTENIDOSW cilindro +base = 4.332 kg dimetro = 10 cm h = 11.60 cm

W equipo = 6.876 kg

A = 0.7854(0.102)=0.007854m

Vol. = 0.007854(0.1160)=0.000911m

PESO ESPECFICO DE LA ARENA

W cilindro + base+ arena = 5.655 kg

5.655-4.332=1.323 kg = 1.323/0.000911= 1452kg/m


5.672-4.332=1.34 kg = 1.34/0.000911= 1472kg/m


5.654-4.332=1.322 kg = 1.322/0.000911= 1452kg/m

por lo tanto el peso especfico de la arena es = 1452 kg/m

PESO DE LA ARENA QUE LLENA EL CONO Y LA BASE

peso del equipo = 6.876 kg

peso del equipo + arena sobrante = 4.536 kg

peso de la arena que llena el cono y la base = (6.876-4.536) = 2.34 kg

pese del equipo + arena sobrante = 4.555 kg

peso de la arena que llena el cono y la base = 2.31 kg

peso del equipo + la arena sobrante = 4.558 kg

peso de la arena que llena el cono y la base = 2.32 kg

por lo tanto el peso de la arena que llena el cono y la base es = 2.32 kg.

OBTENCIN DEL PESO VOLUMTRICO DE CAMPO

Peso del equipo + arena antes de la cala = 6.876 kg

Peso del equipo + arena despus de la cala = 3.339 kg

Peso del material extrado de la cala = 718.10gr

Peso de la cpsula nmero 83 = 26.70gr

Peso de la cpsula + suelo hmedo = 136.50gr

Peso de la cpsula + suelo seco = 129.40gr

El peso especfico de la arena es = 1452 kg/m

6.876 -3.339 3.537 -2.320 1.217 kg

1.217kg/1452cm = 0.00083815427

1452kg/m =(1.217kg)/vol de la cala

m = peso del suelo hmedo / vol. de la cala = 0.718/0.00083815427=861.60 kg/cm

peso especfico mximo de lab. = 1810 kg/m

W= Ww/Ws= (136.5-129.4)/(129.40-26.7)=0.069 = 6.91% d mx. de campo = 861.6/(1+.069)= 805.99 kg/m

G.C. = (805.99/1810)*100 = 44.53 %

CONCLUSINEsta prctica es muy interesante ya que por medio de ella podemos conocer el grado de compactacin de una capa en campo, es muy sencilla, no necesita mucho tiempo (con excepcin de esperar a que se seque la muestra extrada de la cala), adems de que la informacin que nos proporciona es muy cercana a la realidad.

BIBLIOGRAFAMecnica de suelos

Jurez Badillo y Rico Rodrguez


EQUIVALENTE DE ARENADebido a que una buena cimentacin 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 dao al pavimento, pues es necesario saber si la cantidad de finos que contienen los materiales que sern utilizados en la estructura del pavimento es la adecuada, por tal motivo se hizo necesario el plantear una manera fcil y rpida que nos arroje dichos resultados; sobre todo cuando se detectarn los bancos de materiales.

Se pretende que esta prueba sirva como una prueba rpida de campo para investigar la presencia de materiales finos o de apariencia arcillosa, que sean perjudiciales para los suelos y para los agregados ptreos.

EQUIPO EMPLEADO Y PROCEDIMIENTOEQUIVALENTE DE ARENA.

OBJ: Obtener el porcentaje de materiales finos indeseables, principalmente las arcillas que son los materiales que en contacto con el agua le provocan daos al pavimento.

EQUIPO :

Probetas de acrlico de 38 cm de altura ( 15")Cpsulas de aluminio.maya del # 4pison el cual tendr una marea que tiene una longitud desde la punta hasta la marca de 25.4 cm (10) peso 980 grEmbudo.Balanza con aprox de 1gr.Solucin de trabajo compuesta de cloruro de calcio, glicerina, formaldehdo y agua

destilada

Repisa donde colocar el frasco con la solucin del trabajo.

Se tendrn 90 mm de solucin de trabajo y se completara hasta 1 galn agregndole agua.

1 Cucharn.

1 Charola redonda Tapones de corcho.

PROCEDIMIENTO:Cribar por la malla # 4 unos 500 gr de material, cuartearlo y tomar 2 muestras representativas del material con un peso de 100 gr cada una las cuales pesaremos en las cpsulas.

Agregar en la probeta solucin de trabajo hasta la marca de 10 cm 4" coloca4r dentro de la probeta el contenido en una de las cpsulas procurando que la solucin impregne el suelo dndole unos golpes en la parte inferior de la probeta y dejar en reposo durante 10 min. para que se homogenice la muestra, pasando ese tiempo se lleva a el agitador y se coloca en l durante 45 seg. y en caso de que no se cuente con este elemento se ara manualmente agitndola en forma horizontal de tal modo que se cumpla 90 cm.

Se retira del agitador y se coloca debajo del gabinete para agregarle solucin de trabajo hasta la marca final ( 38 cm 15"). Este proceso de inicio debe darse un picado con la varilla por la que fluye la solucin para que tiendan a subir las partculas finas y no queden atrapadas debajo de la arena, despus de esto s va subiendo lentamente el tubo regador y se ira lavando las paredes de la probeta bajndose nuevamente el tubo provocndole a la muestra una turbulencia con el mismo cuando se llega a la marca final se cierra la manguera del irrigador y esta solucin se deja en reposo durante 20 min.

Despus de este tiempo se lee directamente en la probeta la altura a la que se encuentra los finos a este valor le llamaremos. Lectura de arcilla.

Despus de esto y ayudados con el pisn introducirlo lentamente para evitar turbulencias cuando ya no baje ms se le dar un pequeo giro sin aplicar presiones y ayudados con la marca del pison tomaremos la altura a la que se encuentra la arena a esto le llamaremos lectura aparente de arena y para conocer la lectura real la Restaremos 25.4 cm 10".

Lectura aparente de arena = 14.45 " = 36.70 cm

Lectura real de arena = 14.45" 10"= 4.45"= 11.303 cm

Lectura de arcilla = 9.4" = 23.88 cm

Para obtener el equivalente de arena se aplicara la siguiente expresin:

Lectura de arena / Lectura de arcilla * 100

EA = Lectura de Arena * 100 = 11.30 *100 = 47.21 %

Lectura de Arcilla 23.88

El ensaye se efectuara por duplicado con el mismo material aceptndose tolerancias de + 5%

Lectura real de arena = 12.6" 10" = 2.6" = 6.60 cm

Lectura de arcilla = 11" = 27.94 cm

EA = Lectura de Arena * 100 = 6.60 *100 = 23.62 %

Lectura de Arcilla 27.94

CONCLUSIONES PERSONALESEsta es una prueba determinante para saber si se puede usar un material en un pavimento, esta es una prueba sencilla y que no representa mayor problema en cuanto a equipo, ya que inclusive se puede realizar en campo puesto que no requiere de maquinas o accesorios muy complicados. nicamente se requiere de equipo o herramienta menor, y se puede realizar en menos de una hora.

En nuestro caso nos salimos de la tolerancia debido a que la variacin entre los dos ensayes fue de ms del veinte por ciento y solo se permite un 5 %. Pero adems el contenido de finos en ambos casos excede lo aceptable, por lo tanto podramos decir que el material no es apto para emplearlo en un pavimento.

BIBLIOGRAFALa ingeniera de suelos aplicada a las vas terrestres tomos 1 y 2

Rico y Del Castillo

Limusa

PESO DE MATERIAL A VOLUMENESANTECEDENTES DE LA PRCTICA

El objetivo de esta prctica es transformar los pesos de materiales a volmenes. Como se pudo apreciar en las prcticas anteriores, a veces es necesario conocer conocer no solo los pesos, sino tambin los volmenes de stos.

EQUIPO EMPLEADO Y PROCEDIMIENTO

1. Molde de entre 15 y 20 cm de dimetro, con base y extensin.

2. Cucharn.

3. Balanza de 20 kg.

4. Un cordel.

5. Una regla de 30 cm (si el material contiene cierta humedad, se requiere una cpsula de aluminio, una balanza electrnica y un horno para obtener el contenido de humedad

PROCEDIMIENTO.

Se cuartea la muestra, se pesa el cilindro con la base y la extensin, se mide el dimetro y la altura con extensin; se calcula el volumen.

Ayudados con la regla se marca una distancia de 20cm desde la parte superior de la extensin hacia arriba y desde esa altura y ayudados por el cucharn se deja caer el material dentro del cilindro procurando que ste se acomode en forma natural, se llena hasta el derrame y se enraza el material excedente ayudados con el cordel procurando no hacer presin. Se pesa el cilindro con el suelo, por diferencia de pesos se obtiene el peso del suelo que dividido entre el volumen nos proporcionar el peso volumtrico seco suelto. El procedimiento anterior se repite de 3 a 5 veces.

RESULTADOS OBTENIDOS

Dimetro del molde = 15.8 cm

Altura = 19.00

Volumen = 0.0039 m

Peso del cilindro = 7.113 kg

Primer prueba: Wcilindro + arena = 11.380 Kg 7.113 = 4.267 Kg

Segunda prueba: Wcilindro + arena = 11.350 kg 7.113 = 4.237 Kg

Tercera prueba: Wcilindro + arena = 11.378 kg 7.113 = 4.265 kg

P.V.S.S = 4267/3725.28 = 1.14 gr/ cm

P.V.S.S = 4237/3725.28 =1.14 gr/cm

P.V.S.S = 4265/3725.28 =1.14 gr/cm

CONCLUSIONES

A pesar de que a juzgar por los datos obtenidos antes de restar el peso del cilindro, pareca que exista una gran diferencia, al restarle el peso de dicho cilindro y dividirlo entre el volumen del mismo, los resultados fueron iguales (1.14 gr/cm).

Es una prctica muy sencilla pero de vital importancia para realizar los trabajos correspondientes a la construccin de caminos precisamente en campo, pues all no se cuenta con la posibilidad de medir los pesos del material, adems de que, suena muy ilgico y descabellado ( pesar el material)

Practica 5: Proctor estandar

ANTECEDENTES DE LA PRCTICAActualmente existen muchos mtodos para reproducir, al menos tericamente, en el laboratorio unas condiciones dadas de compactacin de campo. Histricamente, el primer mtodo, en el sentido de la tcnica actual, es el debido a R. R. Proctor, y es conocida hoy en da como "Prueba Proctor Estndar". La prueba consiste en compactar el suelo en cuestin en tres capas dentro de un molde de dimensiones y forma determinadas por medio de golpes de un pisn, que se deja caer libremente desde una altura especificada.

Con este procedimiento de compactacin Proctor estudi la influencia que ejerca en el proceso el contenido inicial del agua en el suelo, encontrando que tal valor era de vital importancia en la compactacin lograda. En efecto observ que a contenidos de humedad crecientes, a partir de valores bajos, se obtenan ms altos pesos especficos secos y, por lo tanto, mejores compactaciones del suelo, pero que esa tendencia no se mantena indefinidamente, sino que la pasar la humedad de un cierto valor, los pesos especficos secos obtenidos disminuan, resultando peores compactaciones. Proctor puso de manifiesto que, para un suelo dado y usando el procedimiento descrito, existe una humedad inicial llamada "ptima", que produce el mximo peso especfico seco que puede lograrse con este procedimiento de compactacin. EQUIPO EMPLEADO Y PROCEDIMIENTOEl objetivo de la prctica es obtener el peso especfico seco mximo de laboratorio y la humedad ptima de compactacin. El material y equipo utilizado fue el siguiente:

Molde de acero de 4" de dimetro y aprox. 12 cm de altura

Martillo de compactacin con gua

Base y extensin para el molde

W del martillo ( prueba estndar): W=

W del martillo ( prueba modificada): W=

Malla del No. 4

Cucharn

Enrazador

Probeta de 100ml

5 cpsulas de aluminio

Desarmador plano

Charola cuadrada

Balanza con aproximacin de un gramo

Balanza electrnica

Vernier o flexo metro

Bases para compactar

Despus de recibir el material y equipo, se comenz por medir el dimetro y la altura del molde y a pesarlo; mientras otros compaeros calculaban el nmero de golpes a aplicar para cada capa obteniendo los siguientes resultados:

Al mismo tiempo otros compaeros cribaban el material por la malla #4. despus se le comenz a agregar agua hasta que al apretarlo con la mano form un grumo que no se deshaca fcilmente.

Se coloc el molde con la base y la extensin en la base para compactar, se le adicion material suelto y se precedi a compactar, se escarifico para agregar la segunda capa y se compacto, lo mismo se hizo para la tercera capa. Se rasco el permetro del molde para evitar que se viniera la tercera capa con la extensin y se enraz el material excedente; se pes el cilindro sin la base pero con el material compactado y por diferencia de pesos se obtuvo el peso del suelo hmedo.

Hecho lo anterior se procede a extraer el material del cilindro ayudados por un gato hidrulico y se extrajo una muestra representativa de aproximadamente 100gr. para obtener el contenido de humedad del material.

Se repite el procedimiento descrito anteriormente hasta que el peso del material hmedo disminuya en dos ocasiones consecutivas.

RESULTADOS OBTENIDOS EN LA PRCTICAPeso del cilindro sin la base = 1.952 Kg

Dimetro interior = 9.30 cm

Altura = 11.60 cm

A= 0.7854 x 0.0932 = 0.006793 m

Vol. = 0.006793 x 0.1160 = 0.0007880 m = 787.98 cm (volumen aparente)

Vol. = 0.006793 x 0.1060 = 0.0007200 m = 720.06 cm (volumen real)

E.C. = 6.70 kg/cm

N = 32 capas

WM = 2.498 kg

Vol. aparente = 787.98 cm

(6.70) (855.92)

N = = 25.51 26 golpes

(3) (2498) (30)

Primer prueba.

W molde + material = 3.470 kg

m = 1518/787.99 = 1.93 gr/cm

W material = 3.470-1.952 = 1.518 kg

Segunda prueba


m = 1733/787.99 =2.20 gr/cm

W material = 3.685-1.952 = 1.733 kg

Tercer prueba


m = 1770/787.99=2.24 gr/cm

W material = 3.722-1.952 = 1.770 kg

Cuarta prueba

W molde + material =3.676 kg

m = 1724/787.99=2.19 gr/cm

W material = 3.676-1.952=1.724 kg

Quinta prueba


m = 1709/787.99=2.17 gr/cm

W material = 3.661-1.952=1.709 kg

CAPSULAWCAPSULAWCSH(gr)WCSS(gr)WSS(gr)WW(gr)W % m(gr/cm) d(gr/cm)

7325.4045.8042.0016.603.8 022.891.931.57

6825.3074.1064.3039.009.825.122.201.76

6325.1070.3060.7035.609.626.972.251.77

3216.1053.8045.3029.208.529.112.191.70

5425.1049.8044.0018.95.830.692.171.66

CONCLUSIONESLa prueba de compactacin Proctor Estndar es muy sencilla y rpida de realizar, lo nico que puede retrasar un poco dicha prueba es la obtencin del contenido de humedad. En lo que se refiere al procedimiento no presenta mayor problema debido a que es repetitiva adems de que no requiere equipo de gran tamao o difcil de maniobrar.

Con esta prueba se obtiene la humedad ptima de compactacin as como, el peso especfico seco mximo, con la finalidad de obtener una muy buena compactacin en campo si se reproducen las condiciones en las que se realiza la prctica en el laboratorio; ofrece resultados confiables que si realmente se cumplen en campo se pueden obtener resultados satisfactorios.

BIBLIOGRAFAMECNICA DE SUELOS TOMO 1 JUREZ BADILLO y RICO RODRGUEZ LIMUSA

MECNICA DE SUELOS LAMBE

Practica 12: Resistencia a la Abrasion o desgaste de los agregados

INTRODUCCIONEn los agregados gruesos una de las propiedades fsicas en los cuales su importancia y su conocimiento es indispensable en el diseo de mezclas es la RESISTENCIA A LA ABRASIN O DESGASTE de los agregados.

Esta es importante porque con ella conoceremos la durabilidad y la resistencia que tendr el concreto para la fabricacin de losas, estructuras simples o estructuras que requieran que la resistencia del concreto sea la adecuada para ellas.

El ensayo que se aplicar a continuacin da a conocer del agregado grueso el porcentaje de desgaste que este sufrir en condiciones de roce continuo de las partculas y las esferas de acero. Esto nos indica si el agregado grueso a utilizar es el adecuado para el diseo de mezcla y la fabricacin de concreto para la fabricacin de losas y pisos.

OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL.

Establecer el mtodo de ensayo para determinar la resistencia al desgaste de agregados gruesos, mayores de 19 mm, mediante la mquina de los Angeles.

OBJETIVO ESPECFICO.

Determinar el porcentaje de desgaste que existe en el agregado grueso.

Conocer el uso y manejo de la Maquina de los Angeles.

MATERIAL Y EQUIPOS Balanza. Un aparato sensible, fcil de leer, con precisin del 0.05% de la masa de la muestra en cualquier punto dentro del rango usado para este ensayo.

Estufa de Secado. Se debe mantener la temperatura uniforme

Tamices. Serie de tamices que deben cumplir con la Norma ICONTEC 32. Se utilizaron los tamices 1 ", 1", ", ", ?", N4.

Maquina de los Angeles. Aparato especificado por la Norma ICONTEC 98.

BASE TEORICALa resistencia a la abrasion, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedad que depende principalmente de las caractersticas de la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partculas van a estar sometidas a un roce continuo como es el caso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados que se utilizan deben estar duros.

Para determinar la dureza se utiliza un mtodo indirecto cuyo procedimiento se encuentra descrito en la Normas ICONTEC 93 y Norma ICONTEC 98 para los agregados gruesos. Dicho mtodo ms conocido como el de la Mquina de los Angeles, consiste bsicamente en colocar una cantidad especificada de agregado dentro de un tambor cilndrico de acero que est montado horizontalmente. Se aade una carga de bolas de acero y se le aplica un nmero determinado de revoluciones. El choque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasin y los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del material desgastado expresndolo como porcentaje inicial.

Porcentaje de desgaste = [ Pa Pb ] / PaDonde

Pa es la masa de la muestra seca antes del ensayo (grs)

Pb es la masa de la muestra seca despues del ensayo, lavada sobre el tamiz 1.68 mm

En el ensayo de resistencia a la abrasion o al desgaste se utiliza la Maquina de los Angeles. Esta es un aparto constituido por un tambor cilndrico hueco de acero de 500 mm de longitud y 700 mm de dimetro aproximadamente, con su eje horizontal fijado a un dispositivo exterior que puede transmitirle un movimiento de rotacin alrededor del eje. El tambor tiene una abertura para la introduccin del material de ensayo y de la carga abrasiva; dicha abertura est provista de una tapa que debe reunir las siguientes condiciones:

a. asegurar un cierre hermtico que impida la perdida del material y del polvo.

b. Tener la forma de la pared interna del tambor, excepto en el caso de que por la disposicin de la pestaa que se menciona ms abajo, se tenga certeza de que el material no puede tener contacto con la tapa durante el ensayo.

c. Tener un dispositivo de sujecin que asegure al mismo tiempo la fijacin rgida de la tapa al tambor y su remocin fcil.

El tambor tiene fijada interiormente y a lo largo de una generatriz, una pestaa o saliente de acero que se proyecta radialmente, con un largo de 90 mm aproximadamente. Esta pestaa debe estar montada mediante pernos u otros medios que aseguren su firmeza y rigidez. La posicin de la pestaa debe ser tal que la distancia de la misma hasta la abertura, medida sobre la pared del cilindro en direccin de la rotacin, no sea menor de 1250 mm. La pestaa debe reemplazarse con un perfil de hierro en ngulo fijado interiormente a la tapa de la boca de entrada, en cuyo caso el sentido de la rotacin debe ser tal que la carga sea arrastrada por la cara exterior del ngulo.

Una carga abrasiva consiste en esfera de fundicin o de acero de unos 48 mm de dimetro y entre 390 y 445 gramos de masa, cuya cantidad depende del material que se ensaya, tal como se indica en la siguiente tabla

TIPONMEROS DE ESFERASMASA DE LAS ESFERAS (grs)

A

B

C

D12

11

8

65000 25

4584 25

3330 25

2500 15

PROCEDIMIENTOSe mide unos 5000 grs de muestra seca con una aproximacin de 1 gramo y se coloca junto con la carga abrasiva dentro del cilindro; se hace girar este con una velocidad entre 30 y 33 rpm, girando hasta completar 500 vueltas teniendo en cuenta que la velocidad angular es constante.

Despus se retira el material del cilindro y luego se hace pasar por el tamiz # 12 segn lo establecido en la Norma ICONTEC 77. El material retenido en el tamiz #12 debe ser lavado y secado en el horno a una temperatura comprendida entre 105 C y 110 C. Al da siguiente se cuantifico la muestra eliminando los finos y luego fue pesada.

DATOS Y RESULTADOS

Peso de la Muestra seca del agregado (Pa) = 4997 grs

TAMIZPESO RETENIDO (grs)

1 "

1"

"

"1250,7

1239,3

1231,4

1275,6

Total4997

Tipo A 12 esferas 500 vueltasPeso seco del ensayo lavado sobre el tamiz #12 (Pb) = 3298 grs

Porcentaje de desgaste = ( [ Pa Pb ] / Pa ) * 100

Porcentaje de desgaste = ( [ 4997 - 3298] / 4997) * 100

Porcentaje de desgaste = 34%

CONCLUSIONESSegn los resultados obtenidos en el laboratorio se puede concluir que contamos con un agregado de alta resistencia al desgaste.

Por lo tanto que dicho agregado es apto para el diseo de la mezcla de concreto, ya que nos podra garantizar buenos resultados al ser utilizado debido a la dureza que presenta al ser sometido a fricciones junto con las esferas

Tambin se puede tener en cuenta que las propiedades de los agregados dependen principalmente de las caractersticas de la roca madre de donde proviene.

El porcentaje de desgaste de 34% sirve para la fabricacin de losas, pisos y estructuras donde se emplee el concreto.

BIBLIOGRAFIA

NORMA TECNICA COLOMBIANA # 93. Determinacin de la resistencia al desgaste de los tamaos mayores de agregado grueso utilizando la maquina de los angeles.

NORMA TECNICA COLOMBIANA # 98. Determinacin de la resistencia al desgaste de los tamaos menores de agregado grueso utilizando la maquina de los angeles.

CONCRETO. Serie de Conocimientos Bsicos. Revista N1. ASOCRETO. Instituto Colombiano de Productores de Cemento. ANTECEDENTES DE LA PRCTICA

VALOR CEMENTANTEUno de los costos ms importantes en la construccin y mantenimiento de las vas terrestres corresponde a los materiales, roca, grava, arena y otros suelos, por lo que su localizacin y seleccin se convierte en uno de los problemas bsicos del ingeniero civil en conexin estrecha con el ingeniero gelogo, la experiencia dicta que si se da a estas tareas la debida importancia, podrn localizarse materiales adecuados cerca del lugar de la obra. Cada caso de materiales requiere la realizacin de pruebas de campo y de laboratorio.

Los bancos de suelo han de muestrearse para conocer en laboratorio las caractersticas que interesen para definir o autorizar su uso. Naturalmente la muestra que se extraiga depender de la utilizacin que se le quiera dar al suelo, en general las pruebas que se le harn a los suelo que van a usarse en pavimentos, aunque sean las mismas que las de terraceras, deben hacerse con mayor detenimiento y en mayor nmero.

Una de esas pruebas es la del valor cementante que nos permite conocer las caractersticas de acuamiento y cementacin de las partculas, propiedades que influyen en la facilidad de compactacin y que le permiten mantener su estabilidad aun en estado seco.

EQUIPO EMPLEADO Y PROCEDIMIENTOVALOR CEMENTANTE.

OBJ : Conocer las caractersticas de acuamiento y cementacin de las partculas propiedades que influyen en la facilidad de compactacin y que se le permiten mantener su estabilidad an en estado seco.

EQUIPO :

Moldes de lamina cuadrada con bisagra en una de sus aristas de aproximacin 7.5 x 7.5 cm.

1 Malla de # 4.

1 Cucharn.

1 Placa de rea ligeramente menor que la del molde y con vstago.

1 Varilla de compactacin con un peso aproximado de 980 gr y una altura de cada de 60cm.

Charola cuadrada.

Balanza con capacidad de 20 Kg

Horno con temperatura controlable.

Probeta.

Maquina de aplicar carga la cual se pueda aplicar lectura cuando menos a cada 10 kg y traza graficada.

PROCEDIMIENTO:

Cribar por la malla # 4 2400 gr de material seco agregarle agua en forma homognea hasta que aproximadamente estemos crcanos a la humedad optima de compactacin.Pesar el material hmedo y dividirlo en 3 porciones del mismo peso.

Engrasar internamente los moldes, colocarlo sobre las bases para compactar y de presin que le corresponda colocar dentro del molde 1 capa de material suelto de aproximadamente 6 cm de espesor. Sobre este material colocar la placa y ayudados con el pisn darle 15 golpes, descalificar la capa y repetir el procedimiento con 2 capas posteriores y efectuar lo mismo con las otras 2 moldes.

Despus de compactados se meten el horno a una temperatura de 40C para que pierda la humedad lentamente por 1 periodo de 24 hrs. ( en este caso las especimenes se colocara en sima del horno)

Se sacan del horno y se le retira el molde evitando que no se desmoronen y el espcimen solo se mete en el horno a 105C para la perdida total del agua durante 24 hrs. Se saco del horno y se mide sus lados de la cara superior y se calcula su rea se coloca en la maquina aplicar carga y se le aplica presin a cada aproximacin hasta la falla cuando la valore no digieren mucho entre si se obtiene un promedio y esta ser el valor cementante del material expresado en kg/cm2 RESULTADOS OBTENIDOSESPECIMENLECTURA INICIALLECTURA FINALLi - lfAREA (CM)

14865112559.36

34885213359.29

74885162859.29

Para el espcimen 1. se tiene

Carga = 25x5.07=126.75 126.75/59.36=2.14kg/cm


Carga = 33x5.07=167.31 167.31/59.29=2.82kg/cm


Carga = 28x5.07=141.96 141.96/59.29=2.39kg/cm CONCLUSIONES PERSONALESEn esta prueba podemos apreciar que los valores cementantes realmente no cambian mucho entre los diferentes especimenes que fallamos. en este caso tenamos problemas con la lectura del micrmetro y tal vez por eso no todos los compaeros de equipo tengamos los mismos valores, la prueba es realmente sencilla, no representa problema alguno pero vuelvo a repetir, nuestros errores se deben al micrmetro.

BIBLIOGRAFALa ingeniera de suelos aplicada alas vas terrestres tomos 1 y 2 Rico y Del Castillo Limusa Mecnica de suelos Jurez Badillo y Rico Rodrguez Limusa


PRUEBA PORTEREn suelos friccionantes es muy comn que las pruebas dinmicas produzcan una curva de compactacin con una forma inadecuada para la determinacin del peso volumtrico seco mximo y una humedad ptima. Tambin, para este tipo de suelos existen otras pruebas de compactacin en las que usualmente se define una curve de compactacin de forma tpica, adaptada para los fines que se persiguen.

Una de estas es la prueba de compactacin esttica, que introdujo O. J. Porter y que alcanz su forma definitiva alrededor de 1935. en ella se compacta al suelo colocndolo dentro de un molde cilndrico de unas 6" de dimetro, el suelo se dispone en tres capas y se acomoda con 25 golpes de una varilla con punta de bala, lo que no significa una compactacin intensa, pues la varilla es ligera y la altura de caida, que no esta especificada es la mnima utilizable por el operador para la manipulacin cmoda.

La compactacin propiamente dicha se logra al aplicar al conjunto de tres capas una presin de 140.6 Kg/cm , la cual se mantiene durante un minuto.

Este mtodo de prueba sirve para determinar el peso volumtrico seco mximo y la humedad ptima en suelos con partculas gruesas que se emplean en la construccin de terraceras; tambin se puede emplear en arenas y en materiales finos cuyo ndice plstico sea menor que 6. el mtodo consiste en preparar especimenes con material que pasa la malla de una pulgada, a los que se le agregan diferentes cantidades de agua y se compactan con carga esttica.

OBJ : En esta practica se determinara la compactacin por carga esttica ya que es igual que la prueba. Proctor se calculara el peso especifico seco mximo y contenido de humedad.

EQUIPO EMPLEADO Y PROCEDIMIENTOEQUIPO:

Molde con base y extensin de 6" de dimetro y 5" de altura aproximadamente.

Varilla con punta de bala.

Probeta de 500 ml.

Cpsula de aluminio.

Charola cuadrada.

Balanza con capacidad de 20 kg y otros con aproximacin de 1gr.

Horno.

Maquina para aplicar carga o presin con capacidad de 30 toneladas.

PROCEDIMIENTO:

Cribar por la malla # 1 con 16 kg de material ( 4 kg) finos 2.5 kg y gruesos 1.5kg.

Medir el dimetro y altura del molde y pesarlo con la base y extensin.

Agregarle agua en forma homognea la cual deber medirse cuando estemos en la humedad optima. Una manera aproximada de conocer esta humedad es apretando el suelo hmedo el cual nos dejara un leve roco en la palma de la mano, varia entre 450 a 550 ml aproximadamente de agua tomar una muestra representativa para calcular el contenido de humedad en la cpsula de 80 a 100 gr de la muestra.

El material restante se colocara en 3 capas dentro del cilindro y a cada una de ellos se le aplicara 25 golpes con la varilla punta de bala en forma de espiral empezando la orilla y terminando en el centro.

Calcular el rea del cilindro.

Conocido esto calcular la carga total por aplicar sabiendo que esta tiene un valor constante de 1406 kg/cm2, la carga por aplicar en la maquina la obtendremos multiplicando el rea x carga.

El equipo donde se aplicara esta carga esta compuesta de un gato hidrulico y un manmetro y este ultimo tiene una constante de carga de 78 kg. Dividiendo la carga total entre la constante para conocer que lectura tendremos en el manmetro de carga.

Segn las especificaciones esta carga deber aplicarse en un tiempo de 5 minutos para conocer que carga deber aplicarse/ minuto dividiendo el valor anterior entre 5.

Para decir que hemos encontrado la humedad optima en un lapso entre el mnimo de 5 y 6 el espcimen deber arrojar unas gotas de agua por la parte inferior en caso contra4rio s repetir la prueba con otra porcin del material y con una cantidad de agua mayor menor segn se requiera.

Retirar el espcimen de la maquina y pesarla con la base y extensin para conocer el peso del suelo hmedo.

Se retira la extensin y ayudados con un vernier se mide la altura faltante del material esta se tomara del borde superior del cilindro de cara superior del espcimen en 3 lugares diferentes y de esta sumatoria se saca un promedio para poder conocer la altura de la muestra compactada.

RESULTADOS OBTENIDOS EN LA PRCTICADimetro del molde = 15.8 cm

Altura del molde con extensin = 19.00 cm

Volumen del molde = 0.0039 m

rea del molde = 0.7854( 15.8) = 196.07 cm

Valor de la carga (es constante) = 140.6 kg/cm

Carga por aplicar = 196.07(140.6) = 27567.44 kg

Constante de carga = 78 kg

Unidades del manmetro = 27567.44/78 = 353 unidades de manmetro

353/5 = 71

hc = 11.13 1.33= 9.8 cm

volumen compacto = Vc = 196.07 x 9.8 = 1921.49 cm

peso especfico hmedo = (11416 7020 )/1921.49 = 2.29 gr/cm = 2290 kg/m

contenido de humedad = 118.2 gr 105.80=12.4gr

CONCLUSIONES PERSONALESEn el caso de las pruebas estticas, stas solo se pueden utilizar para materiales gruesos debido a que si realizamos una prueba dinmica, los resultados obtenidos en la grfica no proporcionan la informacin adecuada para poder obtener el peso volumtrico seco y el contenido de humedad ptima.

Practica 16: Calorimetria de los agregados

INTRODUCCINLa materia orgnica que se presenta en los agregados, especialmente en los finos consisten en tejidos animales y vegetales que estn principalmente formados por carbono, nitrgeno y agua. Este tipo de materia al encontrarse en grandes cantidades afectan en forma nociva las propiedades del concreto, como la resistencia, durabilidad y buen desarrollo del proceso de fraguado. Por esto es muy importante controlar el posible contenido de materia orgnica de una arena ya que sta es perjudicial para el concreto. El ensayo ms utilizado es el colorimtrico.

OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL. Determinar en una muestra de agregado fino el contenido de materia orgnica que existe.

OBJETIVO ESPECFICO.

Saber los perjuicios que trae la materia orgnica en la elaboracin de concreto.

Conocer el uso de la tabla de colores existentes en el laboratorio.

Aprender los pasos a seguir en un ensayo colorimtrico.

MATERIAL Y EQUIPOS Probeta de 250 ml. Tubo de vidrio cerrado por un extremo en el cual se le introducir la muestra de agregado fino.

Agregado Fino. Muestra representativo del agregado del cual se utilizar para la elaboracin del concreto.

Hidrxido de Sodio mezclado con agua. Sustancia qumica que reacciona con el agregado.

Tarjeta o tabla de colores. Indicador de colores que nos indican parmetros que contiene la muetra.

BASE TERICA Tarjeta o Tabla de Colores. Corresponde a una tarjeta de colores que contiene cinco intensidades que van desde un ligero color amarillo hasta una coloracin oscura.

Materia Orgnica. La materia orgnica encontrada generalmente en los agregados finos, consiste en productos de descomposicin vegetal, la cual aparece en forma de humus o arcilla orgnica.

En agregados se pueden encontrar algunas sustancias como lo es la materia orgnica, las cuales si se encuentran en grandes cantidades afectan o daan algunas propiedades del concreto como lo son el tiempo de fraguado, resistencia y durabilidad. De aqu proviene la importancia de detectar ste tipo de materia, saber cmo actan y hasta que cantidad se pueden tolerar.

Las impurezas orgnicas interfieren en las reacciones qumicas de hidratacin del cemento durante el proceso de fraguado causando un tipo de retraso, lo cual ocasiona como anteriormente se nombr, una disminucin en resistencia y durabilidad.

Al hablar de los perjuicios que tiene la materia orgnica en el concreto, tambin debemos hacer nfasis en los daos que causa en los materiales de refuerzo como el acero; donde aparece la corrosin que es uno de los mayores problemas en el concreto reforzado, producindose deficiencia en sus propiedades.

Como no todas las impurezas orgnicas son perjudiciales lo ms aconsejable es realizar el ensayo colorimtrico, que es un mtodo muy til para conocer la cantidad de materia orgnica en los agregados y de sta manera poder tomar decisiones de hacer o no uso del material de relleno.

PROCEDIMIENTOLa siguiente prueba se denomina ensayo colorimtrico y consiste en lo siguiente:

Se toma la probeta de 250 ml y se llena de agregado fino o arena hasta ocupar una cantidad del 40% de la probeta (es decir 100 ml de agregado fino). Luego se le aade la solucin de hidrxido de sodio con agua, de tal manera que sta cubra la arena con una capa de 3 centmetros de espesor.

El siguiente paso es agitar la probeta con el anterior conjunto y dejar en reposo durante 24 horas al cabo de los cuales se compara la coloracin de la solucin con una tarjeta de colores que contiene cinco intensidades de colores.

RESULTADO Y CONCLUSIONESComo resultado tenemos que el ensayo colorimtrico correspondi al color # 2 (tono amarillo claro en la solucin) una cantidad de materia orgnica tolerable en los agregados para preparar el concreto.

CONCLUSIONESGracias a los resultados obtenidos en el ensayo colorimtrico, nos damos cuenta que la cantidad de materia orgnica en el agregado fino es tolerable para el diseo de la mezcla de concreto. En otros casos cuando la cantidad de materia orgnica es grande, la medida correctiva que se toma es tratar el agregado con solucin de soda custica al 3%; luego se lava con agua pura para realizarle nuevamente el ensayo colorimtrico. El anterior proceso se puede hacer cuantas veces sea necesario para obtener un contenido de materia orgnica bajo. Es importante tambin resaltar que el alto contenido de restos vegetales y tejidos animales en el agregado ocasiona variacin en las propiedades del concreto causando deficiencia en la resistencia, durabilidad y en el proceso de fraguado, debido a que las impurezas orgnica interfieren en las reacciones qumicas de hidratacin del cemento.

En conclusin general se hace necesario el ensayo colorimtrico para el agregado antes de disear nuestra mezcla de concreto.

BIBLIOGRAFAGUA LABORATORIO DE DISEO DE MEZCLAS. Colirimetra. U.F.P.S.

NORMA TECNICA COLOMBIANA. Colorimetra de los Agregados.

CONCRETO. Serie de Conocimientos Bsicos. Revista N1. ASOCRETO. Instituto Colombiano de

Practica 17: Densidad y absorcion del agregado

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INTRODUCCINUna de las propiedades fsicas de los agregados es la DENSIDAD. AL realizar este laboratorio podemos decir que de acuerdo a los tipos de agregados encontraremos partculas que tienen poros saturables como no saludables que dependiendo de su permeabilidad pueden estar vacos parcialmente saturados o totalmente llenos de agua, generando as una serie de estados de humedad y densidad.

Sabiendo lo que ms interesa en el diseo de mezcla es la densidad aparente de los agregados. Este factor es importante para el diseo de mezcla porque con l podemos determinar la cantidad de agregado requerido para un volumen unitario de concreto.

1. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL.

Determinar la densidad y la absorcin de los agregados (finos y gruesos) a partir del humedecimiento de los agregados en un tiempo determinado.

OBJETIVOS ESPECFICOS.

Calcular la densidad y absorcin de una cierta muestra de agregado (fino y grueso) para saber si cumple los requerimientos para la elaboracin del diseo de mezcla.

Establecer el tipo de agregado (fino y grueso) para la elaboracin de un buen diseo de mezcla.

Conocer la importancia y cmo influye la densidad y absorcin que tienen los agregados en una mezcla de concreto.

2. MATERIAL Y EQUIPOSSe utilizaron los siguiente materiales y equipos:

PARA EL AGREGADO GRUESO Balanza. Un aparato sensible, fcil de leer, con precisin del 0.05% de la masa de la muestra en cualquier punto dentro del rango usado para este ensayo. La balanza debe estar equipada con un aparato apropiado para suspender el recipiente de la muestra en agua desde el centro de la plataforma de la balanza.

Recipiente de la muestra. Una canasta de malla con abertura de 3.35 mm o ms fina, o un balde de aproximadamente igual ancho y altura, con capacidad de 4L y 7L para un tamao mximo nominal de 37.5 mm o menos. El recipiente debe ser construido de modo que no se atrape aire cuando se sumerja.

Tamices. Tamiz N 4 o 4.75 mm.

PARA EL AGREGADO FINO Balanza. Un aparato sensible, fcil de leer, con sensibilidad de 0.1 gramo de la masa de la muestra en cualquier punto dentro del rango usado para este ensayo.

Picnmetro. Frasco volumtrico de vidrio con capacidad de 500 cm a temperatura normal

Molde Metlico. Debe ser de forma tronco cnica con las medidas siguientes: 40 mm de dimetro en la base superior, 90 mm de dimetro en la inferior y 75 mm de altura.

Pisn Metlico. Debe tener un peso de 340 g y una seccin plana de 25 mm de dimetro

Secador de Pelo. Aparato utilizado para secar el agregado.

3.-BASE TERICALa densidad es una propiedad fsica de los agregados y est definida por la relacin entre el peso y el volumen de una masa determinada, lo que significa que depende directamente de las caractersticas del grano de agregado.

Como generalmente las partculas de agregado tienen poros tanto saturables como no saturables, dependiendo de su permeabilidad interna pueden estar vacos, parcialmente saturados o totalmente llenos de agua se genera una serie de estados de humedad a los que corresponde idntico nmero de tipos de densidad, descritos en las Normas Tcnicas Colombianas 176 y 237; la que ms interesa en el campo de la tecnologa del concreto y especficamente en el diseo de mezclas es la densidad aparente que se define como la relacin que existe entre el peso del material y el volumen que ocupan las partculas de ese material incluidos todos los poros (saturables y no saturables).

Este factor es importante para el diseo de mezclas porque con l se determina la cantidad de agregado requerido para un volumen unitario de concreto, debido a que los poros interiores de las partculas de agregado van a ocupar un volumen dentro de la masa de concreto y adems porque el agua se aloja dentro de los poros saturables. El valor de la densidad de la roca madre vara entre 2.48 y 2.8 kg/cm. El procedimiento para determinarla est se encuentra en la NTC 176 pra los agregados gruesos y la NTC 327 para los agregados finos.

Existe tres tipos de densidad las cuales estn basadas el la relacin entre la masa (en el aire) y el volumen del material; a saber:

Densidad Nominal. Es la relacin entre la masa en el aire de un volumen dado de agregado, incluyendo los poros no saturables, y la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a temperatura establecida.

Densidad Aparente. La relacin entre la masa en el aire de un volumen dado de agregado, incluyendo sus poros saturable y no saturables, (pero sin incluir los vacos entre las partculas) y la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a una temperatura establecida.

Densidad Aparente (SSS). La relacin entre la masa en el aire de un volumen dado de agregado, incluyendo la masa del agua dentro de los poros saturables, (despus de la inmersin en agua durante aproximadamente 24 horas), pero sin incluir los vacos entre las partculas, comparado con la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a una temperatura establecida.

La densidad aparente es la caracterstica usada generalmente para el clculo del volumen ocupado por el agregado en diferentes tipos de mezclas, incluyendo el concreto de cemento Portland, el concreto butiminoso, y otras mezclas que son proporcionadas o analizadas sobre la base de un volumen absoluto. La densidad aparente es tambin usada en el clculo de los vacos en el agregado en la NTC 1926. La densidad aparente (SSS) se usa si el agregado est hmedo, es decir, si se ha satisfecho su absorcin. Inversamente, la densidad nominal (seco al horno) se usa para clculos cuando el agregado esta seco o se asume que est seco. La densidad nominal concierne a la densidad relativa del material slido sin incluir los poros saturables de las partculas constituyentes.

La absorcin en los agregados, es el incremento en la masa del agregado debido al agua en los poros del material, pero sin incluir el agua adherida a la superficie exterior de las partculas, expresado como un porcentaje de la masa seca. El agregado se considera como "seco" cuando se ha mantenido a una temperatura de 110C 5C por suficiente tiempo para remover toda el agua no combinada.

La capacidad de absorcin se determina por medio de los procedimientos descritos en la Norma Tcnica Colombiana 176, para agregados gruesos, y la Norma Tcnica Colombiana 237, para los agregados finos. Bsicamente consiste en sumergir la muestra durante 24 horas luego de lo cual se saca y se lleva a la condicin de densidad aparente (SSS); obtenida esta condicin, se pesa e inmediatamente se seca en un horno y la diferencia de pesos, expresado como un porcentaje de peso de la muestra seca, es la capacidad de absorcin.

Para el clculo, tanto las densidades como la absorcin para el agregado grueso se calculan de la siguiente manera:

Densidad Aparente

D = A / [ B C ]Donde

A es la masa en el aire de la muestra de ensayo secada al horno (grs)

B es la masa en el aire de la muestra de ensayo saturada y superficialmente seca (grs)

C es la masa en el agua de la muestra de ensayo saturada (grs)

Densidad Ap

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