ANEJO 1: Instrumental de laboratorio utilizado en la práctica

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1 Universidad de Aliante - Prátias de Materiales de Construión I.T.O.P Prátia Nº 2 Prátias de Materiales de Construión I.T. Obras Públias PRÁCTICA Nº 2 PROPIEDADES GENERALES II Contenido: 2.1 Toma de muestras en áridos 2.2 Determinaión de la densidad de onjunto 2.3 Dureza al rayado de los minerales. Esala de Mohs 2.4 Determinaión ualitativa de la existenia de arbonato álio en un árido ANEJO 1: Instrumental de laboratorio utilizado en la prátia Página 1 de 10

2 Universidad de Aliante - Prátias de Materiales de Construión I.T.O.P Prátia Nº Toma de muestras en áridos INTRODUCCIÓN Antes de empezar a realizar ensayos sobre un material en el laboratorio es neesario asegurarnos de que las muestras disponibles umplen on dos premisas: a) Disponemos de la antidad de material sufiiente para realizar todos los ensayos programados. b) La muestra es lo sufiientemente representativa omo para onseguir unos resultados que se aproximen a la verdadera naturaleza y ondiión de los materiales que representan. Las operaiones de toma de muestra requieren de gran uidado por parte de las personas responsables de su realizaión. Para ello deben seguirse los proedimientos reogidos en las diferentes normativas diseñadas para ada tipo de material (áridos, ladrillos, emento, et.). CONCEPTOS Objetivo de un ensayo.- Obtener una uantifiaión relativa a una propiedad de un onjunto de material. Muestra.- Parte o porión extraída de un onjunto por métodos que permiten onsiderarla omo representativa del mismo. Muestreo.- Aión de esoger muestras representativas de la alidad o ondiiones medias de un todo, evitando las singularidades y reflejando las heterogeneidades. TIPOS DE MUESTRAS Muestra bruta.- Porión o poriones integradas de material que se toman diretamente de las fuentes de suministro según los métodos estableidos para ello (en anteras, plantas, almaenes o aopios). Muestra de envío.- Es la que se obtiene reduiendo la muestra bruta hasta obtener la muestra neesaria para realizar los ensayos y que se enviará al laboratorio. Muestra de ensayo.- Se obtiene de la muestra de envío, y sobre ella se realizan los ensayos deseados. Página 2 de 10

3 Universidad de Aliante - Prátias de Materiales de Construión I.T.O.P Prátia Nº 2 La reduión de la muestra bruta a muestra de envío, omo veremos en los siguientes ensayos, se puede haer mediante ualquiera de los siguientes métodos: - Cuarteo manual, on mayor influenia de la mano del hombre al dividir la muestra. - Aparato divisor de muestras (Cuarteadores), donde el material se separa de forma aleatoria. ENSAYO 2.1 OBJETIO Obtener una muestra de ensayo de áridos a partir de una muestra bruta mediante uarteo manual y uarteador. MATERIAL UTILIZADO (ver anejo 1) - Árido (muestra bruta) - Lona y barras de aero normalizadas - Cuarteador PROCEDIMIENTO: a) Obtenión de la muestra de envío: 1º. Imaginemos que tomamos una muestra bruta de árido de un aopio de material en obra. Aopio en obra Muestra bruta 2º. Reduimos la muestra bruta mediante uarteo manual hasta tamaño de muestra de envío: - Homogeneizamos la muestra - Situamos las dos barras en el suelo en posiión perpendiular. - Coloamos la lona entrada sobre las barras. - Extendemos la muestra sobre la lona, lo más entrada posible. - Levantamos las dos barras de forma simultánea de forma que la muestra queda dividida en 4 partes aproximadamente iguales, quedándonos on 2 de ellas y eliminando las otras 2. Página 3 de 10

4 Universidad de Aliante - Prátias de Materiales de Construión I.T.O.P Prátia Nº 2 - Si tuviéramos que dividir más la muestra repetiríamos los pasos anteriores tantas vees omo fuera neesario. 3º. Reduimos la muestra de envío mediante uarteadores hasta tamaño de muestra de ensayo: - Elegimos en primer lugar el tipo de uarteador en funión del tamaño del árido. - Homogeneizamos la muestra - Cuarteamos - Repetimos tantas vees omo fuera neesario. Ejemplo: g g g 700 g 600 g 2.2 Determinaión de la densidad de onjunto INTRODUCCIÓN La densidad de onjunto (de un onjunto de partíulas), también denominada peso del litro ya que se expresa en unidades Kg, se alula mediante la siguiente expresión: l Siendo: D m = s - m s = Sumatorio del peso seo de las partíulas (áridos) en el reipiente - = olumen de onjunto El volumen de onjunto es el oupado por todas las partíulas más el volumen de espaios vaíos existente entre ellas, o lo que es lo mismo, volumen interior del reipiente que ontiene las partíulas tal omo se muestra en la siguiente imagen: Página 4 de 10

5 Universidad de Aliante - Prátias de Materiales de Construión I.T.O.P Prátia Nº 2 Otros oneptos: Oquedad hue os = = ep Compaidad de onjunto = = 1 Oquedad ep Estos parámetros pueden expresarse en tanto por uno o en porentaje. Siendo: - ep = Sumatorio de los volúmenes elementales de las partíulas (áridos) en el reipiente UTILIDAD Supuesto 1: Estamos en obra y neesitamos rellenar on arena una zanja de unas dimensiones determinadas. Al almaén es neesario haerle el pedido de la arena en peso: L m s = D h b Siendo: D : dato onoido en los materiales usuales = volumen de la zanja = b h L Supuesto 2: Estando en obra nos suministran Kg. de arena y neesito saber la altura que alanzará diha antidad de arena en una zanja. Soluión: En este aso tendré que despejar h de la euaión anterior. Página 5 de 10

6 Universidad de Aliante - Prátias de Materiales de Construión I.T.O.P Prátia Nº 2 ENSAYO 2.2 OBJETIO Determinar la D de una muestra de árido: D m = s Por tanto será neesario obtener: m s ( onoido) MATERIAL UTILIZADO (ver anejo 1) - Muestra de árido - Molde metálio de 1 litro de apaidad errado en la base y on orona desmontable - Barra de aero para ompataión - Espátula metália para enrase PROCEDIMIENTO: 1º. Pesamos el molde vaío en la balanza (tara): (1) m molde = 2º. Llenamos el molde on el árido en 3 tongadas del mismo espesor, ompatando ada una de ellas on la barra de aero mediante 25 golpes distribuidos uniformemente en toda la superfiie. Corona Desmontamos orona y enrasamos 3º. Desmontamos la orona, enrasamos on espátula metália y limpiamos exteriormente el molde de partíulas aídas durante la operaión. 4º. Pesamos molde + muestra en la balanza: (2) m molde + m s = RESULTADOS m = ( 2) (1) = ( m + m ) m = D = = s molde s molde Página 6 de 10

7 Universidad de Aliante - Prátias de Materiales de Construión I.T.O.P Prátia Nº Dureza al rayado de los minerales. Esala de Mohs INTRODUCCIÓN En 1824 Friedrih Mohs planteó un método semiuantitativo para la determinaión de la dureza de un mineral. En el método se utiliza una esala de 10 niveles ada uno de los uales representado por un mineral omún on una dureza asignada, y se basa en que los minerales lasifiados on mayor numeraión pueden rayar a todos los que les preeden en esta esala: Esala de Mohs 1 Talo 6 Feldespato 2 Yeso 7 Cuarzo 3 Calita 8 Topaio 4 Fluorita 9 Corindón 5 Apatito 10 Diamante La dureza de un mineral depende de su omposiión químia y también de la disposiión de sus átomos. Cuanto más grandes son las fuerzas de enlae, mayor será la dureza del mineral. Por ejemplo el Grafito y el Diamante son de la misma omposiión químia, solamente se onstituyen de átomos de arbono, sin embargo el Grafito tiene una dureza según Mohs de 1, mientras que diamante tiene una dureza de 10. Esta esala no es proporional (los intervalos no guardan la misma proporión). Por ejemplo la diferenia entre la dureza del diamante (10) y el orindón (9) es muho mayor que la existente entre el orindón y el talo (1). La senillez de apliaión del método de Mosh resulta muy útil frente a otros métodos más sofistiados prinipalmente en la investigaión de ampo. Una ierta experienia y algunos medios auxiliares son sufiientes para estimar la dureza de un mineral, pero los resultados obtenidos no dejan de ser valores relativos. Al tratar de estableer esalas de durezas on valores absolutos y más exatos se rearon otros métodos y esalas basados en resultados sobre: - La resistenia a la abrasión medidas en pruebas de laboratorio tomando omo base el orindón on un valor de 1000 (Rosiwal). Página 7 de 10

8 Universidad de Aliante - Prátias de Materiales de Construión I.T.O.P Prátia Nº 2 - Profundidad de penetraión de una punta de diamante al mineral sobre el que se ejere una fuerza estándar (Berkovih, Knoop, Wilks). - Evaluaión del pulido de las faetas (Denning, Winhell, Wilks). - Abrasión on arena (Eppler). ENSAYO 2.3 OBJETIO Clasifiar 3 minerales dados en la esala de Mohs MATERIAL UTILIZADO - 3 minerales: Yeso, Calita y Cuarzo PROCEDIMIENTO: Intentaremos rayar ada uno de los minerales on los otros dos NOTA No hay que onfundir rayar on dejar huella. Mientras la huella puede ser limpiada la raya es irreversible. Por ejemplo, la tiza deja una mara sobre la pizarra, no la desgasta (no la raya). Los minerales pulverulentos, granulares o astillosos pueden romperse y quedar aparentemente rayados por minerales más blandos. La dureza de un mineral es una propiedad vetorial, pudiendo presentar un mismo mineral diversos valores dependiendo de la direión según la ual se les raye. Por lo general, esa diferenia es muy ligera. Cuando no disponemos de los 10 minerales de la esala de Mosh para realizar este test de dureza, podemos obtener una orden de magnitud bastante aproximada usando una serie de objetos on dureza de Mosh onoida: Uña del dedo (dureza = 2-2,5) Moneda de obre (dureza = 3) Fragmento de vidrio (dureza = 5) Punta de aero, omo una navaja o un lavo (dureza = 5-6). Para realizar este test de forma orreta existen unos lápies on punta de dureza normalizada. Página 8 de 10

9 Universidad de Aliante - Prátias de Materiales de Construión I.T.O.P Prátia Nº Determinaión ualitativa de la existenia de arbonato álio en un árido ENSAYO 2.4 OBJETIO Determinar la existenia o no de arbonato álio en dos áridos dados MATERIAL UTILIZADO - 2 áridos: Uno alizo y otro silíeo - Áido lorhídrio - Cuentagotas PROCEDIMIENTO: Eharemos sobre los áridos unas gotas de áido lorhídrio. Si se trata del árido alizo, ompuesto por tanto de arbonato álio, el áido reaionará y se produirá sobre la superfiie del mismo una efervesenia. En el aso del árido silíeo no se produirá ninguna reaión. Página 9 de 10

10 Universidad de Aliante - Prátias de Materiales de Construión I.T.O.P Prátia Nº 2 ANEJO 1: Instrumental de laboratorio utilizado en la prátia Cuarteador de grandes dimensiones Cuarteadores de tamaños reduidos Prensa para ensayo a ompresión Prensa para ensayo a traión Molde para obtener la densidad de onjunto Prensa para ensayo a flexotraión Página 10 de 10