ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

INDICE

1. REFERENCIA

BIBLIOGRÁFICA…………………………………………………………………

……

2. OBJETIVOS…………………………………………………………………………

………………………………

3. MARCO

TEÓRICO……………………………………………………………………………

……

4. EQUIPO Y

HERRAMIENTAS…………………………………………………………………

………

5. PROCEDIMIENTO…………………………………………………………………

……………………………

6. CALCULOS Y

RESULTADOS……………………………………………………………………

…………

7. CONCLUSIONES

………………………………………………………………………………………

…………

8. RECOMENDACIONES

………………………………………………………………………………………

9. ANEXOS……………………………………………………………………………

……………………………………

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

ENSAYO DE MAQUINA DE LOS

ANGELES - ABRASIÓN

1. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

ASTM C 131 - 89

ASTM C – 33

NTP 400.019 “Determinación de la resistencia de abrasión de la

máquina de los Ángeles”

Tecnología del Concreto – Ing. Flavio Abanto Castillo

ACI – instituto Americano del Concreto

Normas de Construcción de la Secretaría de Comunicaciones y

Transportes (SCT) Volumen VIII, 1981

Paginas de internet:

http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/ciencia6.htm

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

2. OBJETIVOS

• Medir el desgaste producido por una combinación de impacto y

rozamiento superficial en una muestra de agregado de

granulometría preparada.

• Saber que tan resistente es el agregado que se va a utilizar e

identificar los usos que se le puede dar, con la finalidad de

conseguir concretos resistentes; ya que este material estará

expuesto a una constante agresión física.

3. INTRODUCCION

El índice de desgaste de un material está relacionado con su

resistencia a la abrasión por medios mecánicos y también con la

capacidad resistente de los hormigones con él fabricados; cobra

particular importancia en áridos empleados en hormigones de

pavimentos.

Las normas establecen el procedimiento para determinar la

resistencia al desgaste de las gravas de densidad real normal.

En este caso, por corresponder a un equipo especial y a un

ensayo que sólo se realiza en laboratorios calificados se

resumirán sólo los aspectos más útiles o directamente

relacionados con laboratorios de faena.El método consiste en

analizar granulométricamente un árido grueso, preparar una

muestra de ensayo que se somete a abrasión en la máquina de

Los Ángeles y expresar la pérdida de material o desgaste como

el porcentaje de pérdida de masa de la muestra con respecto a

su masa inicial.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

4. MARCO TEÓRICO

La resistencia a la abrasión, desgaste, o dureza de un agregado, es

una propiedad que depende principalmente de las características de

la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partículas

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 método indirecto cuyo

procedimiento se encuentra descrito en la NTP 400.019. Dicho

método más conocido como el de la Máquina de los Angeles, consiste

básicamente en colocar una cantidad especificada de agregado

dentro de un tambor cilíndrico de acero que está montado

horizontalmente. Se añade una carga de bolas de acero y se le aplica

un número determinado de revoluciones. El choque entre el agregado

y las bolas da por resultado la abrasión y los efectos se miden por la

diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del

material desgastado expresándolo como porcentaje inicial.

La evaluación de la resistencia a la abrasión se realiza

a partir del incremento en material fino que se produce por el efecto

de golpeo con la carga abrasiva dentro del tambor cilíndrico.

La resistencia a la abrasión se usa generalmente como un índice de

calidad

de los agregados, ya que proporciona cierta indicación de la

capacidad de éstos para producir concretos resistentes.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

3.1 LA MÁQUINA DE LOS ÁNGELES

Ésta es un aparato constituido por un tambor cilíndrico hueco de

acero de 500 mm de longitud y 700 mm de diámetro

aproximadamente, con su eje horizontal fijado a un dispositivo

exterior que puede transmitirle un movimiento de rotación alrededor

deleje. El tambor tiene una abertura para la introducción del material

de ensayo y de la carga abrasiva; dicha abertura está provista de una

tapa que debe reunir las siguientes condiciones:

• Asegurar un cierre hermético que impida la perdida del material

y del polvo.

• Tener la forma de la pared interna del tambor, excepto en el

caso de que por la disposición de la pestaña que se menciona

más abajo, se tenga certeza de que el material no puede tener

contacto con la tapa durante el ensayo.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

• Tener un dispositivo de sujeción que asegure al mismo tiempo la

fijación rígida de la tapa al tambor y su remoción fácil. Para

determinar la dureza se utiliza un método indirecto cuyo

procedimiento se encuentra descrito en las Normas de Ensayo de

Materiales para los agregados gruesos, consiste básicamente en

colocar una cantidad especificada de agregado dentro de la

Máquina de los Ángeles. Se añade una carga de bolas de acero y

se le aplica un número determinado de revoluciones.

El tambor tiene fijada interiormente y a lo largo de una generatriz,

una pestaña o saliente de acero que se proyecta radialmente, con un

largo de 90 mm aproximadamente. Esta pestaña debe estar montada

mediante pernos u otros medios que aseguren su firmeza y rigidez.

La posición de la pestaña debe ser tal que la distancia de la misma

hasta la abertura, medida sobre la pared del cilindro en dirección de

la rotación, no sea menor de 1250 mm. La pestaña debe remplazarse

con un perfil de hierro en ángulo fijado interiormente a la tapa de la

boca de entrada, en cuyo caso el sentido de la rotación debe ser tal

que la carga sea arrastrada por la cara exterior del ángulo.

El choque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasión y

los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial de la

muestra seca y la masa del material desgastado expresándolo como

porcentaje inicial.

Donde :

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

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

Pb es la masa de la muestra seca después del ensayo,

3.2 REQUISITOS PARA EFECTUAR EL ENSAYO

Carga abrasiva: La carga abrasiva la constituyen esferas de

acero

cuyo peso total dependerá de la graduación granulométrica

de la muestra de prueba (tabla No. 2) y deberá ser como se

indica en la tabla No. 1.

Diámetro de las esferas: 1 27/32 pulgadas.

Peso de las esferas: entre 390 y 445 gramos.

Número de revoluciones a que debe girar la máquina de

los Ángeles: 500.

Velocidad a que debe girar la máquina: 30 a 33 r.p.m.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

5. EQUIPO Y HERRAMIENTAS

Máquina de los Ángeles

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

Tambor de acero de 710 ± 6 mm de diámetro interior y de 510 ±

6 mm de longitud interior montado horizontalmente por sus

vástagos axiales con una tolerancia de inclinación de 1 en 100,

uno de los cuales debe tener un dispositivo de polea o similar,

para acoplar el motor. En su manto cilíndrico debe tener una

abertura para introducir la muestra, con una tapa provista de

dispositivos para fijarla firmemente en su lugar y que asegura una

estanqueidad al polvo.

Debe llevar en su superficie interior una aleta consistente en una

plancha de acero desmontable, fijada rígida y firmemente a todo

lo largo de una generatriz del cilindro de modo que se proyecte

radialmente hacia el interior en 90 ± 3 mm. La distancia entre la

aleta y la abertura, medida a lo largo de la circunferencia exterior

del cilindro y en la dirección de rotación, debe ser igual o mayor

que 1.25 m.

Su rotación debe estar comprendida entre 30 y 33 revoluciones

por minuto. Debe estar contrapesada e impulsada de modo de

mantener una velocidad periférica uniforme.

Agregado grueso

Se debe tener una muestra del agregado a utilizar debidamente

cuarteado.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

Balanza.- Una balanza con una aproximación a 1gr.

Un uso importante de las balanzas es para pesar pequeñas

cantidades de masa que se utiliza en los laboratorios para hacer

pruebas o análisis de determinados materiales. Estas balanzas

destacan por su gran precisión.

Tamiz No.12

Este tamiz lo utilizaremos para clasificar el agregado grueso

que hemos utilizado con el polvo proveniente de la maquina de

los ángeles, en la que hemos realizado al abrasión. Utilizamos

posteriormente el agregado retenido de este tamiz.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

Carga abrasiva.- Consiste en esferas de acero o de fundición

de diámetros entre 46.38mm y 47.63mm y un peso

comprendido entre 390g y 445g.

Bandejas rectangulares

Bandejas de uso general para una gran variedad de tareas de

laboratorio. Debe tener las siguientes características:

Diseño sólido y resistente a impactos

Resistente a temperaturas de hasta +70 °C (+80 °C)

Superficies lisas, lo que facilita la limpieza

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

Cucharon

Sirve para poder recoger el material y moverlo a donde sea

requerido, además para recoger los residuos de las sustancias

que se quedan en algún lugar.

Horno: Con circulación de aire y temperatura regulable para

las condiciones del ensayo.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

6. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

A : PREPARACIÓN DE LA MUESTRA.

Preparar el material (5kg), en nuestro caso el material utilizado

es de 3/4”.

Material < 2”: ASTM C-131 (5 kg)

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

Material > 2”: ASTM C-535 (10 kg)

La muestra de agregado que se empleará para el ensayo de

resistencia a la abrasión deberá:

Cribarse para separar las fracciones de distintos tamaños.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

Secar la muestra a peso constante en el horno a una

temperatura de 105° C a 110° C (221° F a 230° F).

Una vez obtenidas las fracciones de distinto tamaño, se combinarán

las cantidades necesarias para dar al material la graduación

especificada en la tabla No. 2.

Obtenidos los pesos entramos en la Sgt tabla:

Wret A B C D

1”1250±

25

3/4”1250±

25

1/2”1250±

10

2500±

10

3/8”1250±

10

2500±

10

1/4”2500±

10

Nº 42500±

10

Nº 85000±

10

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

Si no obtenemos los pesos para la gradación A se descarta y pasamos a la B

Para nuestro agregado utilizamos la gradación B con 9 billas,

siendo nuestro tamaño máximo nominal ,en nuestro caso,

tomamos los 5000 kg y con este peso lo llevamos a la maquina

de los ángeles.

B: PROCEDIMIENTO.

1. De acuerdo a la granulometría previamente obtenida

y de acuerdo al tamaño máximo, consultar las tablas 1 y 2

para ver la graduación del material y elegir el número de esferas

(carga abrasiva) y el peso de la muestra.

GradNº

ESFERAS

A 12

B 11

C 8

D 6

De acuerdo a nuestra gradación se decidió trabajar con 9

esferas. Esto debido al tipo de agregado con el que contamos.

Para no generarle mucha carga abrasiva, ya que el peso que

estamos considerando es de 5000 gr.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

2. Colocar la muestra a probar y la carga abrasiva en la máquina.

3. Accionar la máquina para que gire a 500 revoluciones a una

velocidad de 30 a 33 r.p.m. Tapamos herméticamente la

máquina.

4. Después del número prescrito de revoluciones, descargar el

material de la máquina y retirar las esferas.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

5. Tamizar el material por la malla No. 12.

6. El material que retuvo la malla No. 12, lavarlo para quitarle los

finos adheridos a las partículas. Tamizamos la muestra por la

malla #12. Ese peso retenido, como a sufrido un proceso de

tamización se encuentra pegado, entonces lo lavamos y lo

colocamos al horno para que seque.

7. Una vez lavado el material, colocarlo en el horno durante 24

horas hasta secarse a peso constante, a una temperatura de

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

105° C a 110° C (221° F a 230° F) y se pesa con una

aproximación de 1 gramo.

8. Expresar la diferencia entre el peso original y el peso final de la

muestra de prueba como un porcentaje del peso original.

Repórtese este valor como el porcentaje de pérdida por abrasión.

%_ desgaste=P1−P2P1

×100

P1 = El peso inicial de cada gradación

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA

ENSAYO DE ABRASIÓN – TECNOLOGÍA DEL CONCRETO II

P2 = El peso del agregado después de ser lavado (retenido de

#12)

Si el % de desgaste > 50% el agregado a sido muy blando entonces

se descarta.

Anexos

El porcentaje máximo de pérdida en peso del agregado sujeto a

la prueba de los Ángeles, se limita al 50% para grava, grava

triturada o roca triturada (Normas de Construcción de la

Secretaría de Comunicaciones y Transportes Vol. VIII).

NOTA: Consultar la Norma ASTM C 131 - 89, para saber las

dimensiones de la máquina de los Ángeles.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNSA