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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……………………………………………………………………………
……………………………………
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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
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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.
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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.
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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.
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• 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 :
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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.
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5. EQUIPO Y HERRAMIENTAS
Máquina de los Ángeles
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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.
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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.
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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
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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.
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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)
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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.
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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