Ensayo De Equivalente De Arena

ENSAYO DE EQUIVALENTE DE ARENA, SUELOS Y AGREGADOS FINOS

¿QUE ES EL EQUIVALENTE DE ARENA Y PARA QUE SIRVE? El Equivalente de Arena es una prueba de laboratorio, que se realiza con el objeto de determinar qué porcentaje de una muestra se puede considerar como arena. De manera muy simple lo que se hace es separar por medio de una solución química las partículas finas o polvos de las arenas. Se considera que una arena tiene una excelente calidad si tiene un equivalente superior al 90%.

OBJETIVO    

Determinar el equivalente de arena de la fracción fina de materiales granulares necesarios para proyectos de ingeniería vial. Estipular de forma clara como se calcula el ensayo de equivalente de arena de un suelo. Comprender de forma analítica como se determina cada uno de los resultados de del ensayo. Conocer los procedimientos de un ensayo de equivalente de arena y los equipos utilizados en la realización de este.

EQUIPO

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Un cilindro graduado de plástico, con diámetro interior de 31.75 +/- 0.015mm y altura de 431.8mm aproximadamente graduado en espacios de 2.54mm desde el fondo hasta una altura de 381mm

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Tapón macizo de caucho o goma, que ajuste en el cilindro Tubo irrigador, de acero inoxidable, de cobre o de bronce de 6.35mm de espesor con longitud de 508mm con uno de sus extremos cerrado formando una arista Tubo flexible de plástico o caucho de 4.7mm de diámetro y de 1.2m de largo aproximadamente, con una pinza que permita cortar el paso del líquido a través del mismo. Este tubo conecta el sifón con el tubo irrigador. Dos botellas de 3.785 de capacidad, el primero destinado a contener la solución de trabajo de cloruro de calcio, el tapón de este frasco lleva dos orificios, uno para el tubo del sifón y el otro para la entrada de aire, el frasco debe colocarse a 915 +/- mm de altura sobre la mesa de trabajo. Mientras que el segundo destinado para contener la solución Stock.

Dispositivo para tomar lecturas. Un conjunto formado por un disco de asentamiento, una barra metálica y una sobrecarga cilíndrica. Este dispositivo está destinado a la toma de lecturas Recipiente metálico, de diámetro 57mm aproximadamente, con una capacidad de 85 +/5ml Embudo, de boca ancha, de 100mm de diámetro Reloj o cronometro, para lecturas de minutos y segundos Un agitador

REACTIVOS Y MATERILES     

Solución stock (en existencia) con formaldehído. Cloruro de Calcio Anhidro, 454 g (1.0 lb) de grado técnico. Glicerina USP, 2050 g (1640 mL). Formaldehído, (solución al 40% en volumen) 47 g (45 mL). Para preparar la solución disuelva 454 g (1.0 lb) de cloruro de calcio en 1.89 L (1/2 gal) de agua destilada. Enfríe y filtre a través de papel filtro plegado rápido y listo. Adicione los 2050 g de glicerina y 47 g de formaldehído a la solución filtrada, mezcle bien y diluya para 3.78 L (1 gal.)

PREPARACION DE LA MUESTRA Muestreo del material a ser ensayado de acuerdo con la Práctica ASTM D 75. Mezclar completamente la muestra y reducirla si es necesario, de acuerdo con la práctica ASTM 702 Obtenemos unos 1500 g de material que pasa la malla No. 4 de la siguiente manera: Separe la muestra en la malla de 4.75 mm (No. 4) por medio de un movimiento lateral y vertical de la malla acompañado de una acción de golpeteo como para mantener la muestra moviéndose continuamente sobre la superficie de la malla. Continúe el tamizado hasta no más de 1 % en peso del residuo que pasa la malla durante 1 minuto. Ejecute la operación de tamizado a mano o por un aparato mecánico. Cuando la totalidad del tamizado mecánico está siendo determinado, ensaye por el método manual descrito arriba usando una capa simple de material sobre la malla.

Fracture algunos grumos de material en la fracción gruesa que pasa la malla de 4.75 mm (No. 4). Use un mortero y un pistilo cubierto de hule o cualquier otro medio que no cause degradación apreciable del agregado. Remueva algún revestimiento de finos adheridos al agregado grueso. Estos finos pueden ser removidos por secado superficial del agregado grueso, entonces frote entre las manos sobre un recipiente plano.

Preparación de Especímenes de Ensayo, Procedimiento A: Usando el medidor de lata, sumerja cuatro de esas medidas de la muestra. Cada vez una medida llena de material es sumergida de la muestra, golpee el borde del fondo del medidor en una mesa de trabajo u otra superficie dura al menos cuatro veces y empujarla escasamente para producir una medida del material consolidado a nivel completo o escasamente redondeado por encima del borde. Determine y registre la cantidad de material contenida en estos cuatro medidores ya sea por peso o por volumen en un cilindro plástico seco. Regrese este material a la muestra y proceda a partir o cuartear la muestra, usando los procedimientos aplicables de la Práctica C 702 y haciendo los ajustes necesarios para obtener el peso o volumen predeterminado. Cuando este peso o volumen es obtenido, serán hechas dos sucesivas operaciones de partidura o cuarteo sin ajuste proveyendo la cantidad adecuada de material para llenar el recipiente y entonces proporcionar un espécimen de ensayo. Secar el espécimen de ensayo a peso constante de 110  5° C (230  9° C) y enfríe a temperatura del cuarto antes del ensayo. Preparación del Espécimen de Ensayo, Procedimiento B: Manteniendo una condición libre de flujo, humedezca suficientemente el material para prevenir segregación o perdida de finos. Parta o cuartee 1000 a 1500 g de material. Mezcle completamente con un enrasador de mano en un recipiente circular mediante cucharadas alrededor de la mitad del recipiente mientras se está rotando horizontalmente. El mezclado o remezclado deberá ser continuado por 1 minuto para lograr uniformidad. Verifique el material para la condición de humedad necesaria mediante apretando herméticamente una pequeña porción de la muestra mezclada completamente en la palma de la mano. Si se forma un moldeado que permita manejarla cuidadosamente sin que se corte, el rango de humedad correcta ha sido obtenido. Si el material esta también seco, el moldeado será desmigajado y le será necesariamente adicionada agua y remezclado y reensayado hasta que el material forme un moldeado. Si el material muestra alguna agua libre esto es también humedad para el ensayo y puede ser drenada y secada con aire, mezclando frecuentemente para asegurar uniformidad. Este material

sobre mojado formara un buen moldeado cuando sea verificado inicialmente, como el proceso de secado puede continuar hasta una verificación hermética en el material secándose proporciona un moldeado el cual es más frágil y delicado de manejar que el original. Si el contenido de humedad “como recibido” está dentro de los limites descritos arriba, la muestra puede ser corrida inmediatamente. Si el contenido de humedad es alterado para reunir esos límites, la muestra deberá ser puesta en el recipiente, cubierta con una tapa o con un paño húmedo que no toque el material, y permitir mantenerse así por un mínimo de 15 minutos. Después del tiempo de curado mínimo, remezcle por un minuto sin agua. Cuando se haya mezclado completamente, coloque el material formando un cono con una espátula. Tome el medidor en una mano y empújelo directamente a través de la base de la pila mientras que sostiene firmemente con la mano libre en contra de la pila opuesta al medidor. Como el recipiente viaja a través de la pila y emerge, presione con la mano para causar que el material llene el recipiente hasta sobrellenarlo. Presione firmemente con la palma de la mano, compactando el material hasta que se consolide en el recipiente. El exceso de material debe ser retirado, nivelado con el borde del recipiente, moviendo el filo del enrasador en un movimiento zigzagueante a través del tope. Para obtener especímenes de ensayo adicional, repita los pasos anteriores.

PREPARACION DEL APARATO Ajuste el sifón ensamblado a una botella de trabajo con 3.8 L (1.0 gal.) solución de cloruro de calcio. Coloque la botella en un estante a 90  5 cm ( 36  2 pulg.) por encima de la superficie de trabajo, Inicie el sifonado mediante soplado en la boca de la botella de solución a través de una pieza corta de tubo mientras la abrazadera apretada está abierta.

PROCEDIMIENTO  

Sifonee 4  0.1 pulg. (102  3 mm) (Indicado en el cilindro graduado) de la solución de trabajo de cloruro de calcio en un cilindro plástico. Vierta uno de los especímenes de ensayo en el cilindro plástico usando el embudo para evitar derrames.

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Golpee suavemente el fondo del cilindro sobre la palma de la mano alguna veces para liberar las burbujas de aire y para promover humedecer completamente el espécimen. Permita que el espécimen humedecido y cilindro permanezcan inalterados por 10  1 minutos. Al final de los 10 min del período de humedecimiento, tape el cilindro, entonces afloje el material del fondo mediante la inversión parcial del cilindro y agítelo simultáneamente.

Después de aflojar el material desde el fondo del cilindro, agite el cilindro y su contenido por uno de los siguientes tres métodos o Método del Agitador Mecánico o Método del Agitador Manual: o Método manual: Sostenga el cilindro en una posición horizontal como se ilustra en la fig. 7 y agite vigorosamente con un movimiento lineal horizontal de extremo a extremo. Agite el cilindro 90 ciclos en aproximadamente 30 s usando un lanzamiento de 23 3 cm (9 1 pulg.). Un ciclo es definido como un movimiento completo de ida y regreso. Para agitar el cilindro a esta velocidad apropiada será necesario para el operador agitar con el antebrazo solamente, relajando el cuerpo y los hombros. Siguiendo la operación de agitado, coloque el cilindro sobre la mesa de trabajo y remueva el tapón.

Procedimiento de Irrigación: Durante el procedimiento de irrigación, mantenga el cilindro vertical y la base en contacto con la superficie de trabajo. Inserte el tubo irrigador en la boca del cilindro, remueva la abrazadera elástica de la manguera, y lave el material de las paredes del cilindro cuando el irrigador es bajado. Force el irrigador a través del material al fondo del cilindro mediante la aplicación de una acción suave de enchufado y dar vueltas mientras que la solución de trabajo fluye de la punta del irrigador. En este flujo abundante el material fino entra en suspensión por encima de las partículas de arena gruesa

Continúe aplicando una acción de insertar y dar vueltas mientras los finos siguen fluyendo y ascendiendo hasta que el cilindro es llenado a la graduación de 15 pulg (38.0 cm). Entonces levante el tubo irrigador lentamente sin cerrar el flujo como para que el nivel del líquido sea mantenido en la graduación alrededor de 15 pulg (38.0 cm) mientras que el tubo irrigador está siendo sacado. Regule el flujo justo antes de que el tubo irrigador sea completamente sacado y ajuste el nivel final a la graduación de 15 pulg (38.0 cm).

Permita que el cilindro y su contenido permanezcan inalterados por 20 min  15 s. Inicie la regulación del tiempo inmediatamente después de sacar el tubo irrigador. Al final de los 20 min del período de sedimentación, lea y registre el nivel de la arcilla en suspensión como se describe más adelante. Esta se referirá como la “lectura de arcilla”. Si no es clara la línea de demarcación que se ha formado al final de los 20 min del período de sedimentación, permita que la muestra permanezca inalterada hasta que una lectura pueda ser obtenida; entonces inmediatamente lea y registre el nivel del borde de la arcilla en suspensión y el tiempo de sedimentación total. Si el tiempo de sedimentación total excede de 30 min, repita el ensayo usando tres especímenes individuales del mismo material. Registre la altura de la columna de arcilla para la muestra requerida del periodo de sedimentación corto como la lectura de arcilla. DETERMINACION DE LA LECTURA DE ARENA Después de que la lectura de arcilla ha sido tomada, coloque el pie de la pesa ensamblada sobre el cilindro y suavemente baje el ensamblado hasta que descanse en la arena. No permita que el indicador golpee la boca del cilindro cuando el ensamble está siendo bajado. Como el pie de la pesa viene a descansar en la arena, la punta del ensamble está próxima a las graduaciones en el cilindro hasta que el indicador toque el lado interno del cilindro. Reste 10 pulg (25.4 cm) del nivel indicado por el extremo del borde superior del indicador y registre este valor como la “lectura de arena” Cuando tome la lectura de arena, tenga cuidado para no presionar hacia abajo en el pie de la pesa ensamblada ya que esto dará una lectura errónea. Si las lecturas de arcilla o arena caen entre 0.1 pulg. (2.5 mm) de la graduación, registre el nivel de graduación mayor como la lectura.

RESULTADOS NUMERO DE CILIMNDRO LECTURA DE ARENA (Plg.) LECTURA DE ARCILLA (Plg.)

1 3.8 13.8

EQUIVALENTE DE ARENA ( EA )=

LECTURA DE ARENA X 100 LECTURA DE ARCILLA

EQUIVALENTE DE ARENA ( EA )=

4.1 X 100 13.5

EQUIVALENTE DE ARENA ( EA )=30.37 EQUIVALENTE DE ARENA ( EA )=31

CONCLUSIONES 

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Entre mayor sea el equivalente de arena el contenido de finos de la muestra es menor y viceversa , por lo tanto es recomendable usar material con menor cantidad de finos posible, es decir que tenga el mayor valor de equivalente de arena El ensayo de equivalente de arena en en suelos y agregados finos tienen gran importancia pues nos sirve para determinar la cantidad de finos en la muestra y así poder analizar qué tan resistente puede llegar a ser este material al ser usado en una obra civil generalmente en una obra vial y el nivel de permeabilidad al que estaría sometida

BIBLIOGRAFIA 

MANUAL DE ENSAYO DE MATERILAES (EM 2000)