universidad mariano gÁlvez de guatemala

UNIVERSIDAD MARIANO GÁLVEZ DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA, MATEMÁTICA Y CIENCIAS FÍSICAS

“CONTENIDO DE SEDIMENTOS ORGANICOS EN

MUESTRAS PARA AGREGADO FINO DE MEZCLAS DE

CONCRETO Y MORTERO DEL RIO CHINAUTLA,

DEPARTAMENTO DE GUATEMALA”

BYRON GABRIEL MUÑOZ CARÍAS

Guatemala, Octubre 2014

UNIVERSIDAD MARIANO GÁLVEZ DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA, MATEMÁTICA Y CIENCIAS FÍSICAS

TRABAJO DE GRADUACIÓN PRESENTADO POR:

BYRON GABRIEL MUÑOZ CARÍAS

PREVIO A OPTAR AL GRADO ACADÉMICO DE

LICENCIADO EN INGENIERÍA CIVIL

Y TÍTULO PROFESIONAL DE

INGENIERO CIVIL

Guatemala, Octubre 2014

“CONTENIDO DE SEDIMENTOS ORGANICOS EN MUESTRAS PARAAGREGADO FINO DE MEZCLAS DE CONCRETO Y MORTERO DEL RIO

CHINAUTLA, DEPARTAMENTO DE GUATEMALA”

III

AUTORIDADES DE LA FACULTAD Y DEL TRIBUNAL QUE PRÁCTICO EL EXAMEN DEL TRABAJO DE GRADUACIÓN

DECANO DE LA FACULTAD:

Ing. Rolando Estuardo Torres Salazar

SECRETARIO DE LA FACULTAD:

Ing. Mauricio García García

PRESIDENTE DEL TRIBUNAL EXAMINADOR:

Ing. Antonio Juan de Dios Cabrera Valverde

SECRETARIA:

Ing. Silvia Patricia Engel Arévalo

VOCAL:

Ing. Alejandra María Castañeda Cuyun

V

Artículo 8: RESPONSABILIDAD

Solamente el autor es responsable de los conceptos expresados en el trabajo de tesis. Su aprobación en manera alguna implica responsabilidad para la

Universidad.

VI

INDICE

OBJETIVOS ........................................................................................................................................ VIII

INTRODUCCION .................................................................................................................................. IX

1. MARCO TEORICO ............................................................................................................................ 1

1.1 Norma ASTM C33 ..................................................................................................................... 1

1.1.1 Agregado Fino ........................................................................................................................ 1

1.1.2 Agregado grueso ................................................................................................................ 4

1.1.3 Absorción y contenido de humedad, peso específico y peso unitario ..................... 5

1.2 Especificaciones adicionales para agregados, método para evaluar la reactividad de los

agregados ........................................................................................................................................ 6

1.2.1 Especificaciones Agregado Fino ......................................................................................... 6

2. ÁREA DE ESTUDIO ........................................................................................................................... 7

2.1 DESCRIPCIÓN Y LOCALIZACIÓN DE LOS BANCOS SELECCIONADOS ......................................... 7

2.2 Descripción de los bancos (UBICACIÓN) .................................................................................. 8

2.3 Localización ............................................................................................................................. 11

2.4 Aspecto Geológico de Chinautla ............................................................................................ 18

2.5 Tipo de banco ........................................................................................................................ 18

3. ENSAYOS EN LABORATORIO ......................................................................................................... 21

3.1 Granulometría (Norma ASTM C33\C33-08) ............................................................................ 21

3.1.1 Descripción ....................................................................................................................... 21

3.1.2 Resultados ....................................................................................................................... 22

3.2 ASTM C 40 ASTM .................................................................................................................... 27

3.2.1 USO .................................................................................................................................. 27

3.2.2 EQUIPO ............................................................................................................................. 27

3.2.3 HIDROXIDO DE SODIO REACTIVO Y SOLUCION ESTANDAR DE COLOR ............................ 28

3.2.4 MUESTRA Y ENSAYO ........................................................................................................ 28

3.2.5 PROCEDIMIENTO ............................................................................................................. 28

3.2.6 DETERMINACION DEL VALOR DEL COLOR ........................................................................ 30

3.2.7 RESULTADOS .................................................................................................................... 32

3.3 EQUIVALENTE DE ARENA COGUANORN TG - 41010 h4 .......................................................... 33

3.3.1 DESCRIPCION .................................................................................................................... 33

3.3.2 MATERIALES UTILIZADOS (INSTRUMENTOS Y EQUIPOS) ................................................. 33

VII

3.3.3 PROCESO DEL ENSAYO .................................................................................................... 34

MEDIDAS ........................................................................................................................................... 41

3.3.5 CÁLCULO ........................................................................................................................... 43

3.3.6 RESULTADOS .................................................................................................................... 43

CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 45

RECOMENDACIONES ......................................................................................................................... 46

GLOSARIO .......................................................................................................................................... 47

BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................................... 49

ANEXOS ............................................................................................................................................. 50

VIII

OBJETIVOS

GENERAL:

Determinar de las muestras tomadas de los bancos de estudio de agregado

fino (arena) ubicados en el río Chinautla Municipio de Chinautla del

departamento de Guatemala, si de acuerdo a los ensayos y normas

empleadas poseen las condiciones necesarias para su utilización.

ESPECIFICO:

1. Analizar y comparar las muestras obtenidas de los bancos de

agregados finos, de acuerdo a los procedimientos y especificaciones

que establece la normas ASTM.

2. Determinar de las muestras recolectadas para el estudio el rango de

contaminación permisible para que el material pueda o no ser

utilizado como agregado en las muestras de concreto.

3. Determinar que porcentaje de las muestras analizadas se puede

considerar como agregado fino (arena) de acuerdo al equivalente de

arena (COGUANORN TG - 41010 h4).

IX

INTRODUCCION

Esta investigación analiza y determina los atributos de agregado fino para hacer concreto y morteros, ubicado a las orillas del rio Chinautla departamento de Guatemala, basado en cuatros bancos de estudios. Para su fin se tomaron cuatro muestras para luego ser llevadas al Instituto de Investigaciones de Ingeniería, Matemática y Ciencias Físicas de la Universidad Mariano Gálvez al laboratorio de solilab de la Universidad Mariano Gálvez y (CETEC) de Cementos Progres. Para su realización se usaron las normas ASTM, aplicando tres de ellas:

1. ASTM C - 40 2. Equivalente de arena 3. Granulometría.

Posteriormente con los resultados obtenidos se determinó que los agregados finos de estos bancos son aceptables. Para la fabricación de concreto con cemento pórtland, ya que cumplen con las normas antes mencionadas

El agregado fino (arena) es un material para la elaboración de concreto en Guatemala, para el uso de construcciones civiles como: urbanización, complejos habitacionales, comerciales entre otros; donde él cause de los ríos es la mayor fuente de extracción. Para poder obtener una calidad de concreto estructural en base a las normas de calidad, se requiere de un buen agregado. Se tomaron cuatro bancos de estudio, ubicado a las orillas del Río Chinautla del municipio de Chinautla, dicho estudio se realizó a una distancia de 12.5 kilómetros. Se tomaron muestras en puntos importantes donde se hace la extracción de estos materiales, luego se hicieron los análisis en el laboratorio en base a las normas ASTM. Los contaminantes son generados por descomposición de elementos vegetales, aceite, jabón, aguas negras, ya que producen impurezas orgánicas durante su extracción. Para la elaboración de concreto y mortero, dichos contaminantes son perjudiciales, modificando el proceso de fraguado y como consecuencia su capacidad de adherencia y resistencia, sin embargo las muestras que se tomaron para la investigación no dieron resultado significativos.

1

1. MARCO TEORICO

En esta parte se define los lineamientos teóricos necesarios para el análisis y

clasificación de los bancos de muestra, según especifican las normas de la

Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales (ASTM, siglas en ingles).

1.1 Norma ASTM C33

Esta especificación define los requisitos de graduación y calidad de los

agregados finos y gruesos relacionados con la materia orgánica que serán

usados para concreto, por lo que es considerada como adecuada para asegurar

materiales satisfactorios para la mayoría de los concretos. Se reconoce que para

ciertos trabajos o en ciertas regiones puede haber diferentes restricciones. Por

ejemplo, donde lo estético es importante, límites más restrictivos pueden ser

considerados atendiendo a las impurezas que ensuciarían la superficie del

concreto.

1.1.1 Agregado Fino

Se refiere a la parte del árido o material cerámico inerte que interviene en la

composición del hormigón. Se determina como el material que pasa por el tamiz

No. 4 hasta el tamiz No.100 y se clasifica en arena natural, de canto rodado o de

río, manufacturada o combinación de ambas.

Granulometría

El agregado fino deberá estar graduado dentro de los límites que se muestran

en la tabla No. 1(pagina No. 2), y se clasificará según su módulo de finura tal y

como aparece en la tabla No.2 (pagina No. 3)

Tabla No. 1

Límites de granulometría según la norma ASTM C 33

Fuente: Norma Técnica Guatemalteca (NTG-41007)

Tamiz Porcentaje que pasa

3/8” (9.5 mm) 100 %

No. 4 (4.75 mm) 95 a 100%

No. 8 (2.36 mm) 80 a 100%

No. 16 (1.18 mm) 50 a 85%

No. 30 (600 μm) 25 a 60%

No. 50 (300 μm) 5 a 30%

No. 100 (150 μm) 0 a 10%

http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n

2

Los concretos con granulometría de agregado fino cerca de los mínimos de

porcentaje que pasa 300 μm (No. 50) y 150μm (No. 100) a veces tienen

dificultades con la trabajabilidad, o exudación excesiva. La adición de aire

incorporado, cemento adicional, o de una adición mineral aprobada para proveer

los finos deficientes, son métodos utilizados para mitigar dichas dificultades.

El agregado fino no deberá tener más de 45 por ciento retenido entre 2 tamices

consecutivos y su módulo de finura deberá estar entre 2.3 y 3.1. Si el agregado no

cumple con estos requisitos puede utilizarse siempre y cuando cumpla con la

prueba de esfuerzo del mortero que establece la norma C 87, donde es aceptada

si después de los siete días la prueba presenta el 95% de su resistencia de

diseño.

Tabla No.2

Clasificación de la arena por su módulo de finura

1.1.1.2 Sustancias nocivas para el agregado fino

En la prueba para agregado fino, la norma indica los porcentajes límites de

sustancias nocivas permisibles, como se muestra en la tabla No.3.

Tipo de

arena

Módulo de finura

Gruesa 2.90 - 3.20 gramos

Media 2.20 - 2.90 gramos

Fina 1.50 - 2.20 gramos

Muy fina 1.50 gramos

3

Sustancias Porcentaje máximo en peso

del total de la muestra

Arcilla y partículas disgregables 3.0

Material más fino que el tamiz 200

(75ϻn):

Concreto sujeto abrasión

Cualquier otro concreto

3.0ᴬ

3.0ᴬ

Carbón y lignito:

Cuando es importante la apariencia

del concreto

Cualquier otro concreto

0.5

1.0

Tabla No.3

Límites de sustancias nocivas en agregados finos

Fuente: Norma Técnica Guatemalteca (NTG-41007)

En el caso de arena manufacturada, si el material más fino que el tamiz No. 200

consiste en polvo de fractura, esencialmente libre de arcilla o esquisto, estos

límites pueden incrementarse en 5 y 7% respectivamente.

1.1.1.3 Contenido de Impurezas Orgánica (Norma ASTM C – 40)

El contenido de impurezas orgánicas puede determinarse por medio de la prueba colorimétrica de impurezas orgánicas, donde, si ésta produce un color más oscuro de lo habitual (mayor que el número 3), será aceptado siempre y cuando se compruebe que el color oscuro se debe a la presencia de pequeñas partículas de carbón, lignito u otras partículas discretas similares. La cantidad de impurezas orgánicas en los agregados finos no deberá exceder los valores que el número 3. Puede usarse un agregado fino que no haya cumplido con el ensayo, si se comprueba que la decoloración se produjo debido a la presencia de pequeñas cantidades de carbón, lignito o partículas similares. Puede usarse un agregado fino que no haya cumplido con el ensayo, si cuando se ensaye, posee propiedades adecuadas para la fabricación de morteros y estos

4

presenten una resistencia a la compresión no menor del 95 % a los 7 días, calculada según la norma ASTM C - 87.

1.1.2 Agregado grueso

Está formado fundamentalmente por gravas, gravas trituradas, piedra triturada, escoria de hornos de explosión, concreto de cemento hidráulico triturado o una combinación de lo anterior, se considera como el material retenido a partir del tamiz no. 4, para su buena utilización no deben ser demasiado porosos, ni de forma muy alargada de acuerdo con los requerimientos que establece la norma ASTM C-33.

1.1.2.1 Granulometría

Los agregados gruesos deben conformar los requerimientos descritos en la norma ASTM C-33 (pagina No.1) para cada número de tamiz, según el tamaño de agregado a utilizar. El tamaño del agregado se encuentra en función de las necesidades específicas para el diseño del concreto. Para llevar un control de la calidad, el productor debe desarrollar una medida de granulometría de una fuente en particular, así también los medios de producción, controlar que en promedio la granulometría se encuentre dentro de los límites de tolerancia razonables. Los agregados gruesos deben acomodarse o apilarse como mínimo en dos tamaños de forma separada.

1.1.2.2 Sustancias perjudiciales en el agregado grueso

Las especificaciones de los límites de sustancias perjudiciales en los agregados gruesos a utilizar en la fabricación de concreto se designan según el tipo de agregado, la severidad de la abrasión y otros elementos a los que deben ser expuestos, similares a los del agregado fino, ver tabla No.3 (pagina No. 3). Si se efectúa una selección de agregados con límites bajos de aceptación, puede que los mismos actúen de forma insatisfactoria, y causar un prematuro deterioro del concreto. El agregado grueso para uso en concreto que estará expuesto con frecuencia al agua, debe estar libre de material que reaccione peligrosamente con los álcalis del cemento.

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1.1.3 Absorción y contenido de humedad, peso específico y peso

unitario

1.1.3.1 Absorción y contenido de humedad

La humedad de un agregado está compuesta por humedad de saturación (o bien de absorción) y humedad libre o superficial. Para corregir el peso del material al hacer mezclas de concreto, es necesario obtener el porcentaje de humedad contenida además del porcentaje de absorción del agregado. Un cambio de contenido de humedad del 1%, si no se compensa puede cambiar el asentamiento del concreto en 1.5 pulgadas y la resistencia en 300lb/plg². Los agregados pueden estar en alguno de los cuatro estados siguientes:

a. Seco al horno, completamente seco y absorbente. b. Seco al aire, seco en su superficie pero con algo de contenido de humedad,

menor que la requerida para saturar las partículas. Algo absorbente. c. Saturado y de superficie seca, que es la condición ideal que debe tener el

agregado para que no adicione o absorba agua del concreto. d. Húmedo o mojado, contiene exceso de humedad en la superficie de las

partículas.

Para proporcionar mezclas de concreto, todos los cálculos deben basarse en agregado en condición seco-saturada, resulta imposible que los agregados vengan en condición ideal pero puede conseguirse por una simple operación aritmética: humedad superficial = humedad total - factor de absorción. Para los agregados gruesos la absorción se determina de acuerdo con la norma ASTM C -127 y para los agregados finos la norma ASTM C –128.

1.1.3.2 Peso específico

La densidad o masa específica de un cuerpo homogéneo es la masa por unidad de volumen de ese cuerpo. Si en lugar de tomar la masa de un cuerpo se toma su peso, se tiene lo que se conoce como peso específico. En el caso de los agregados, se ha introducido una modificación a la definición anterior. Esto se debe a que se hace necesario determinar el peso del volumen aparente de estos materiales (el volumen sin descontar los poros y espacios libres) entonces: peso específico aparente relativo es la relación entre el peso de un volumen aparente de un cuerpo y el peso de otro volumen aparente de otro cuerpo tomado como comparación, a igual intensidad de la gravedad y en las mismas condiciones de temperatura y presión.

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1.1.3.3 Peso unitario

El peso unitario de un material es el peso de éste con respecto a su volumen. Este término es el usado en las especificaciones de la ASTM. Se aplica a condiciones de trabajo, tomando como volumen unitario el píe cúbico o metro cúbico.

Al determinar el peso unitario se observa que éste está influenciado por el grado de asentamiento (vacíos) y por el contenido de humedad, por lo que se calcula con el material seco o con distintos grados de humedad, asentado o suelto según indicación de la norma ASTM C 29.

1.2 Especificaciones adicionales para agregados, método para

evaluar la reactividad de los agregados

Se han propuesto varios métodos para evaluar el potencial de reactividad de los agregados. Sin embargo, estos métodos propuestos no han proporcionado una información cuantitativa sobre el grado de reactividad de los agregados, ya que deben basarse en el juicio y en la interpretación de los datos de la prueba y el examen de estructuras concretas que contienen una combinación de agregados gruesos y finos, su consolidación y su utilización en un trabajo específico.

1.2.1 Especificaciones Agregado Fino

Las partículas retenidas del tamaño grueso de 600 micrómetros (tamiz No.30) deben reducirse de acuerdo con el procedimiento del método C 702, realizando mezclas continuas hasta reducirla a una muestra de por lo menos 150 partículas. Debe realizarse un examen de cada una de las muestras reducidas.

Se realizaron pruebas en el agregado fino, con la finalidad de que reflejen el comportamiento del concreto cuando es sometido a cambios de temperatura según el método de la norma C 666.

En función de la calidad del concreto, debe tomarse en cuenta como un aspecto fundamental, las posibles reacciones que los componentes de los agregados provoquen cuando sean mezclados con el cemento. El conocimiento de los componentes del cemento puede ser de gran ayuda para determinar si los componentes de los agregados afectan al concreto.

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2. ÁREA DE ESTUDIO

En los últimos años el gremio de la construcción ha sufrido una gran demanda de agregados (agregado fino y agregado grueso) para la elaboración de diferente tipo de concreto. Actualmente el agregado fino que se extrae del Río Chinautla abastece en gran parte a la construcción en la ciudad de Guatemala y municipios aledaños como; Santa Catarina Pínula, San José Pínula, Mixco entre otros. Normalmente el proceso de agregado fino lleva consigo un proceso; extracción de banco, trituración, su clasificación por tamaño y finalmente con un proceso estándar según las normas de calidad. Se observó que en los puntos donde se hizo la toma de muestras del material se vende al mercado más económico. Su extracción no cumple con el control de calidad ya que proviene del río contaminado de materia orgánica. Mapa No. 1 Puntos donde se hizo la toma de muestra Fuente: Byron Muñoz

2.1 DESCRIPCIÓN Y LOCALIZACIÓN DE LOS BANCOS

SELECCIONADOS

En esta parte se describen las características físicas de los bancos de agregados finos. Según el área de estudio de las cuatro tomas de muestra, además se hace una descripción de la geología regional como guía para la elaboración de ensayos y exámenes o bien para referencia de estudios posteriores o anteriores. Por último, se presenta la ubicación de los sitios y sus rutas de acceso.

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2.2 Descripción de los bancos (UBICACIÓN)

Para estudiar las características de los agregados para concreto y morteros se escogieron cuatro puntos de estudio, donde se extrae agregado fino (como lo es arena) para la realización de diferentes tipos de mortero, mampostería prefabricada y concreto. Los bancos se escogieron debido a la importancia de su ubicación geográfica y volumen de extracción. Debido a las condiciones del lugar, la extracción del agregado fino se hizo de forma rudimentaria, y las personas que residen en el área, se dedican principalmente a la extracción de arena, siendo su principal fuente económica. Al estudiar la toma de muestras, se consideró que en esta zona (a las márgenes de río Chinautla) se encuentra la mayor actividad de extracción. Su acceso a este valle es de terracería y se encuentra en regulares condiciones, los bancos de arena donde se tomaron las muestras tiene una distancia promedio entre los diferentes puntos de estudio es de 0.74 kilómetros, y la distancia que se recorrió para los cuatro muestras es de 2.23 kilómetros. Los agentes contaminantes que se encuentran en esta zona varían entre los cuatro puntos por sus distancias. En el punto uno se observó que el grado de contaminación alrededor del apiladero es mayor encontrándose: basura, desechos sólidos de comida (desperdicios), vidrios, plásticos, y drenajes de aguas servidas. En los puntos dos y tres las condiciones son muy semejantes entre sí, contaminación de materia orgánica, basura entre otros. En el punto cuatro es una pequeña zona industrial donde su extracción lleva un proceso de calidad, con maquinaria adecuada: retroexcavadora, camiones de volteo, trituradoras, actualmente; se ha estado comercializando más areneras con mejores maquinarias para elevar el control de calidad, ya que en esta área se intercepta el Río Las Vacas con el Río Chinautla. Para la extracción de la muestra, se llegó hasta la orilla del río a una distancia aproximada de 30 mts. de la carretera, posteriormente nos dirigimos a un apiladero que fue extraído por los pobladores del lugar y saco la muestra utilizando los instrumentos respectivos siendo; una pala pequeña, una botella, lentes, casco, chaleco reflectivo, guantes y una probeta. Al obtener la muestra se trasladó al laboratorio con las medidas de seguridad estándar. Las personas que se dedican a esta labor, lo hacen de una forma rudimentaria, sin las medidas de seguridad industrial. La forma en que lo realizan es que se introducen al rio a una distancia de 2 a 3 metros aproximadamente de la orilla, posteriormente lo excavaron con palas, apilándolo en pequeños volcanes, observándose que la arena contiene contaminantes diversos como: pedazos de trapos, materia orgánica entre otros.

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Finalmente se transporta en un camión doble eje (C3), para ser enviada a las diferentes obras y ventas de materiales de construcción en cualquier parte de la ciudad. A continuación se presenta la ubicación de los puntos:

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Mapa No. 2 Distancia Punto 1 a Punto 2 0.41 km Fuente: Byron Muñoz

Mapa No. 3 Distancia Punto 2 a Punto 3 0.63 km Fuente: Byron Muñoz

Mapa No. 4 Distancia Punto 3 a Punto 4 1.22km. Fuente: Byron Muñoz

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2.3 Localización

Río Chinautla, en el Municipio de Chinautla, Departamento de Guatemala, a 12 kilómetros de la Ciudad Capital de Guatemala. Sobre una extensión de 80 kilómetros cuadrados y con una densidad poblacional de 808 personas por kilómetro cuadrado. Se localiza a 1,220 mts. SNM (sobre el nivel del mar), lat. 14°42’00”, long.

90°30’05, donde colinda:

NORTE: Chuarrancho (Guatemala) SUR: Guatemala ESTE: San Pedro Ayampuc (Guatemala) OESTE: Mixco, San Pedro Sacatepéquez y Guatemala Se puede llegar a dicho municipio por la ruta departamental Guatemala que partiendo de la capital, rumbo al norte se llega a Chinautla. Las tomas de muestra que se realizaron en los cuatro puntos para el estudio, se encuentran en coordenadas UTM. Se muestra la longitud y latitud de los cuatro puntos de estudio:

Punto 1 Punto 2

Latitud 14°41'59.33"N Latitud 14°42'8.98"N

Longitud 90°30'3.09"W Longitud 90°29'57.63"W

Punto 3 Punto 4

Latitud 14°42'22.61"N Latitud 14°42'56.86"N

Longitud 90°29'45.78"W Longitud 90°29'44.14"W

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LOCALIZACION DE ACCESO A CHINAUTLA

Mapa No. 5 Ubicación de zona de estudio Fuente: Byron Muñoz

En medio de paisajes y parajes se encuentra Chinautla, a 1200 metros SNM, con una longitud: 14°42'00" longitud: 90°30'05". Sus caminos tortuosos, que en sí son veredas con pronunciada pendiente. La cabecera, Chinautla, ubicada en las márgenes del río Chinautla, está dividida en los barrios Amatitancito, Cementerio, Cruz Blanca, del Centro y Pila Seca. Por la ruta departamental de Guatemala partiendo de la capital, aproximadamente 12 km rumbo al norte se llega a Chinautla y continúa a la cabecera de San Raymundo a unos 23 km al entronque, de donde hacia el norte son 3 km para la cabecera de Chuarrancho y, del citado enlace en dirección al sur, 8 km. a San Raymundo. De San Raymundo hay 5 km. por la ruta departamental. Guatemala, al oeste donde se une con la Ruta Nacional 05, que de la capital conduce al departamento del Petén. También se cuenta con una carretera asfaltada de San Raymundo a San Juan Sacatepéquez.

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Durante la época de lluvias, son frecuentes los derrumbes, lo cual ha hecho que esa zona de topografía montañosa, se considera desde hace años peligrosa. Todo ello, ha resultado en que los habitantes hayan decidido, en su mayoría, vivir a lo largo de las márgenes del río Chinautla.

A continuación se presenta una secuencia fotográfica de las condiciones de acceso al lugar donde se realizó la investigación, así como el muestreo de los bancos donde se extrajo la arena, hay que resaltar que durante las visitas que se llevaron a cabo, la mayoría de personas extrae material de forma informal, esto implica que no están registrados como empresa y no tienen ningún aval por alguna entidad.

ACCESO Foto No. 1 Descripción

Fuente: Byron Muñoz

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BANCOS DONDE SE REALIZO LA TOMA DE MUESTRA Foto No. 2 Toma de muestra No. Fuente: Byron Muñoz

En la toma de muestra del banco No. 1 (visto foto No. 2), fue necesario caminar aproximadamente 25 metros de la carretera de ingreso, donde se encuentra un caminamiento de 60 cm de ancho, barrancoso con suelo muy liso, solo se puede ingresar con zapatos de trabajo, entre basura apilada, y desperdicios de comida. El ingreso a la orilla del rio se realizó con precaución dado al estado del suelo. Se utilizó una botella de 500 ml equipada con tapones herméticos y una pala, llenándola a 240 ml extrayéndola en una pequeña cantidad de arena para analizarla en el laboratorio. Se consideró este punto por las condiciones del banco, el apiladero se encontraba a la orilla del río con mal olor rodeado de basura.

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Foto No. 3 Toma de muestra No. 2 Fuente: Byron Muñoz

En la toma de muestra del banco No. 2 (visto foto No. 3), se ingresó una distancia

aproximada de 20 metros de la carretera, solo puede ingresar camión de doble

eje. En este apiladero los camiones bajan hasta la orilla del rio para cargar la

arena y luego ser distribuida. Se observó que alrededor contenía basura como:

botellas de plásticos, bolsas de nylon, desperdicios, plumas de pollos, gallinas. El

rio contenía mucha espuma de jabón, aceites. Esté banco se seleccionó porque

una familia se encontraba extrayéndola, es una fuente de ingreso y ellos lo toman

como trabajo familiar ya que es la única fuente de sustento, su extracción lleva un

proceso ya que la tamizan con un arnero de ¼.

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Foto No. 4 Toma de muestra No. 3 Fuente: Byron Muñoz En la toma de muestra del banco No. 3 (visto foto No. 4), las condiciones aledañas son las mismas que las dos muestras anteriores, en este banco aproximadamente unos 15 metros arriba donde se encuentra el banco de material hay una desembocadura de drenajes de aguas pluviales y de un lavadero público donde se observó la espuma de detergentes. Por las condiciones anteriores se consideró este punto. Foto No. 5 Toma de muestra No. 4 Fuente: Byron Muñoz

En la toma de muestra del banco No. 4 (visto foto No. 5), Siendo el último banco de la investigación, se tomó la decisión de sacar una muestra de una arenera. La cual tiene equipo y maquinaria para dar un proceso y elevar así la calidad del agregado, esta toma de muestra está ubicada en el cruce donde se interceptan el río las Vacas y el río Chinautla, dicha muestra conlleva un proceso largo de purificación de materia orgánica lo que se puede observar es que el lavado de arena lo hacen con la misma agua del río; sucia con mal olor, agua

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grasa y detergentes. Por ser una empresa cabe mencionar que la maquinaria que utilizan extrae el material y lo clasifica por tamaño de agregado aprovechando mejor la materia prima. La trituradora está a una distancia de 250 a 400 metros, alrededor de los bancos que ellos tienen en la playa del río, donde se encuentra materia orgánica. Utilizan maquinaria pesada como: retroexcavadora que saca la arena del río, camiones de volteo que lleva la arena a la trituradora, banda transportadora que la pasa al lavado y una mini retroexcavadora (bobcat). A lo largo de estos ríos empresas brindan un mejor servicio al cliente en venta de agregado fino pero no cumplen con todas las normas que se requien, cuentan con maquinaria para realizarlo, pero personal no calificado para hacerlo. Foto No. 6 Descripción Fuente: Byron Muñoz

En esta foto se observa la trituradora, los bancos que se encuentra en la playa del rio, los camiones de volteo, y el personal que ocupa para operar dicha planta.

Trituradora

Camiones

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2.4 Aspecto Geológico de Chinautla

Los bancos de muestra de estudio se encuentran en un cinturón de montañas y algunos cerros que lo atraviesan, se pudo detectar un aspecto Metamórfico, cuaternario y rocas ígneas y metamórficas terciarios. También se encontró en sus suelos arena blanca, sedimento volcánico y roca desprendida. Se observó que los terrenos de Chinautla son estériles en su mayor parte, sumamente accidentados y compuestos de una tierra blanca arenosa, los antiguos bosques ya están casi agotados, pues se les ha explotado intensamente, en especial para la elaboración de carbón, sin que haya cuidado de reforestar. Asimismo, se ha hecho producir a la tierra innumerables cosechas, sin haber pensado darle nuevo vigor con abonos apropiados.

2.5 Tipo de banco

La descripción de estos bancos se puede observar que su entorno está muy contaminado, donde llegan a desembocar los drenajes pluviales y de aguas negras de este municipio y ocupándolo de basurero. Dentro de los banco el agregado fino suelta un mal olor. Eventualmente pueden estar contaminados con materias orgánicas, originadas por la descomposición de elementos vegetales, en forma de margas orgánica. Condiciones de los bancos

Foto No. 7 Fuente: Byron Muñoz

Fotografía (foto No. 7) se observó un botadero de basura. Se encuentra ripio, desechos plásticos: cartón, nylon, entre otros. El río traer espuma de jabón y desechos sólidos proveniente de los desagües que los conectan a dicho río.

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BANCO DE MUESTRA

Foto No. 8 Descripción Fuente: Byron Muñoz

Fotografía (foto No. 8) se observó un banco a la orilla de río donde está

contaminándose con el agua que pasa con mal olor, contenidos grasos y

detergentes, así como basura y desechos sólidos a su alrededor.

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Fotografía No. 9, se observó personas que se encuentran viviendo cerca del río llegando a tirar basura y desechos sólidos. A la orilla de la carretera hay un pequeño barranco tomado como botadero de basura.

BASURERO

21 Nota 1. Las propiedades relevantes son aquellas propiedades del concreto que son importantes

para el uso particular que está siendo considerado.

3. ENSAYOS EN LABORATORIO

Los ensayos se realizan con el propósito de establecer y analizar las

propiedades físicas, de agregados finos para concreto. Se obtuvieron cuatro

muestras de agregados directamente del lugar de extracción, en el río Chinautla.

Estas muestras fueron llevadas a la sección de análisis del laboratorio (solilab) en

del Instituto de Investigaciones de Ingeniería de la Universidad Mariano Gálvez de

Guatemala.

3.1 Granulometría (Norma ASTM C33\C33-08)

3.1.1 Descripción

Esta especificación define los requisitos para la granulometría y la calidad de los

agregados finos y grueso de densidad normal (distinto del agregado liviano o

pesado) para ser utilizados en el concreto. Esta especificación para ser utilizada

por un fabricante de concreto, como parte de un documento de compra que

describe el material a proveer el material que se suministra, también para ser

utilizada en especificaciones de proyecto para definir la calidad del agregado, el

tamaño nominal máximo del agregado, y otros requisitos de granulometría

específicos. Los responsables de seleccionar la dosificación para la mezcla del

concreto deben tener la responsabilidad de terminar la dosificación del agregado

fino y grueso y la adición de tamaños agregados para combinar y así se requiere o

aprueba.

3.1.1.1 Agregado Fino

El agregado fino no debe tener más de 45% de porcentaje que pase cualquier

tamiz retenido en el tamiz próximo siguiente de los mostrados en la tabla 1 y su

módulo de finura no debe ser menos que 2.3 ni mayor 3.1. El agregado fino que

no cumpla estos requisitos de granulometría, puede cumplir con los requisitos de

esta sección siempre que el proveedor pueda demostrar al comprador o

especificador del concreto que el concreto de la clase especificada, hecho con el

agregado fino en consideración, tendrá propiedades relevantes (ver Nota 1) al

menos iguales a las de aquellos concretos hechos con los mismos ingredientes

con la excepción que el agregado fino de referencia debe ser seleccionado de una

fuente que tenga un registro de desempeño aceptable en construcciones de

concretos similares.

El módulo de finura para la muestra uno es: 2.75, muestra dos: 2.74, muestra

tres: 2.71 y muestra cuatro: 2.6, por lo tanto esta en el rango aceptable de la

norma.

22

3.1.2 Resultados

Muestra 1

Grafica No.1

Tabla No. 4

Se aplicó la normas ASTM de Granulometría para conocer los tamaños al

banco de muestra uno. Donde la tabla No. 4 muestra que presenta más del 76%

de arena en su clasificación.

0.010.11

% P

asan

te

(mm)

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

Desing. del Tamiz US

A Peso

Retenido gr,

A Peso

Retenido gr, REAL

B % Pasante

% Mas Grueso

% Mas Fino

AR

EN

A

GR

UE

SA

Nº 8 25.05 24.60 2.25 2.25 97.75

Nº 10 14.17 13.91 1.28 1.28 98.72

ME

DIA

Nº 16 141.75 139.20 12.76 15.01 84.99

Nº 20 0 0.00 0.00 1.28 98.72

Nº 30 255.2 250.60 22.96 37.97 62.03

Nº 40 0 0.00 0.00 1.28 98.72

FIN

A

Nº 50 360.4 353.91 32.43 70.41 29.59

Nº 60 0 0.00 0.00 1.28 98.72

Nº 80 0 0.00 0.00 70.41 29.59

Nº 100 250.9 246.38 22.58 23.85 76.15

Nº 200 56.7 55.68 5.10 75.51 24.49

23

Muestra 2

Grafica No.2

Tabla No. 5

Se aplica la norma de granulometría para conocer tamaños de las partículas

correspondiente al banco de muestra dos. Donde la tabla No. 5 muestra que

presento más del 71% de arena en su clasificación.

0.010.11

% P

asan

te

(mm)



A Peso Retenido

gr,

A Peso Retenido

gr, REAL

B % Pasante

% Mas Grueso % Más Fino

AR

EN

A

GR

UE

S

A Nº 8 20.03 20.03 1.67 1.67 98.33

Nº 10 28.35 28.35 2.36 2.36 97.64

ME

DIA

Nº 16 163.01 163.01 13.58 15.24 84.76

Nº 20 0.00 0.00 0.00 2.36 97.64

Nº 30 255.15 255.15 21.25 36.50 63.50

Nº 40 0.00 0.00 0.00 2.36 97.64

FIN

A

Nº 50 368.54 368.54 30.69 67.19 32.81

Nº 60 0.00 0.00 0.00 2.36 97.64

Nº 80 0.00 0.00 0.00 67.19 32.81

Nº 100 315.03 315.03 26.24 28.60 71.40

Nº 200 42.52 42.52 3.54 70.73 29.27

24

Muestra 3

0.010.11

% P

asan

te

(mm)


25

Grafica No.3

Tabla No. 6




Muestra 4


A Peso Retenido

gr,

A Peso Retenido

gr, REAL

B % Pasante


AR

EN

A

GR

UE

SA

Nº 8 23.08 23.08 2.03 2.03 97.97

Nº 10 15.00 15.00 1.32 1.32 98.68

ME

DIA

Nº 16 130.03 163.01 14.35 16.38 83.62

Nº 20 0.00 0.00 0.00 1.32 98.68

Nº 30 245.80 245.80 21.64 38.03 61.97

Nº 40 0.00 0.00 0.00 1.32 98.68

FIN

A

Nº 50 355.70 355.70 31.32 69.34 30.66

Nº 60 0.00 0.00 0.00 1.32 98.68

Nº 80 0.00 0.00 0.00 69.34 30.66

Nº 100 309.06 309.06 27.21 28.53 71.47

Nº 200 50.06 50.06 4.41 73.75 26.25

26

Gráfica No.4

Tabla No. 7




0.010.11

% P

asan

te

(mm)



A Peso Retenido

gr,

A Peso Retenido

gr, REAL

B % Pasante


AR

EN

A

GR

UE

SA

Nº 8 22.01 22.01 2.12 2.12 97.88

Nº 10 16.02 16.02 1.54 1.54 98.46

ME

DIA

Nº 16 135.02 163.01 15.72 17.84 82.16

Nº 20 0.00 0.00 0.00 1.54 98.46

Nº 30 250.90 250.90 24.19 42.03 57.97

Nº 40 0.00 0.00 0.00 1.54 98.46

FIN

A

Nº 50 340.03 340.03 32.78 74.81 25.19

Nº 60 0.00 0.00 0.00 1.54 98.46

Nº 80 0.00 0.00 0.00 74.81 25.19

Nº 100 221.70 221.70 21.37 22.92 77.08

Nº 200 43.80 43.80 4.22 79.03 20.97

27

3.2 ASTM C 40 ASTM

Este método de ensayo cubre el procedimiento para la determinación

aproximada de la presencia de materia orgánica o impurezas perjudiciales en los

agregados de concreto.

Dicha norma no pretende tratar todos los aspectos relacionados a la seguridad y

salubridad asociada con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma

establecer practicas apropiadas de salud y seguridad y determinar la aplicabilidad

de limitaciones reguladoras previo a su uso.

3.2.1 USO

Este método es para hacer una determinación preliminar de la aceptabilidad de

los agregados finos con respecto a la especificación C 40 relacionado con materia

orgánica.

Su principal valor de este ensayo es proporcionar un aviso que pueden estar

presentes cantidades perjudiciales de materia orgánica.

3.2.2 EQUIPO

Deben ser botellas graduadas de vidrio sin color con una capacidad nominal de

240 – 470 ml (8 a 16 Onz.) equipadas con tapones herméticos, no solubles, con

los reactivos especificados. En ningún caso, el ancho o diámetro máximo de

externo de las botellas, medido a lo largo de la línea de vista para comparación de

color, debe ser mayor de 63.5mm (2.5 plg.) o menor de 38.1 mm (1.5 plg.). Las

graduaciones en las botellas deben ser en milímetros o en onzas fluidas, excepto

que las botellas no marcadas pueden ser calibradas y marcadas con graduaciones

por el usuario. Para este caso, las marcas de graduación son requeridas solo

para tres puntos como siguen:

Nivel de solución de color estándar – 75 ml (2 ½ Oz fluidas) (US).

Nivel de agregado fino – 130 ml (4 ½ Oz fluidas) (US).

Nivel de solución Naoh – 200ml (7 Oz fluidas) (US).

28

Vidrios de color estándar.


3.2.3 HIDROXIDO DE SODIO REACTIVO Y SOLUCION ESTANDAR DE COLOR

El hidróxido de sodio reactivo es de ( 3 %) . disolver 3 partes de hidróxido de

sodio de grado reactivo (NaOH) en 97 partes de agua.

La solución estándar de color. Disolver dictomato de potasio de grado reactivo (K2

Cr2 O7) en ácido sulfúrico concretado (Grav. Esp. De 1.84) a una tasa de 0.250

g/100ml del ácido, la solución debe de ser recién hecha para comparar el color.

Puede usarse calentamiento suave sí fuera necesario para lograr la solución.

3.2.4 MUESTRA Y ENSAYO

La muestra debe ser relacionada en general de acuerdo con la práctica. La

muestra de ensayo debe tener una masa de aproximadamente 450g (1lb) y se

tomara de una muestra grande.

3.2.5 PROCEDIMIENTO

Llenar una botella de vidrio hasta el nivel aproximado de 130 ml ( 4 ½ Oz

fluidas) con la muestra de agregado fino al ser ensayado. Agregar la solución de

hidróxido de sodio hasta el volumen del agregado fino y el líquido indicado

después de su agitación, sea aproximada de 200 ml (7 Oz fluidas). Tapar la

En la foto No. 9 se muestran algunos de los

equipos que se utilizaron para determinar el

análisis en el laboratorio del (solilab) instituto de

investigaciones de Ingeniería, Matemática y

ciencias físicas UMG.

29

botella, agitar vigorosamente hasta saturar la muestra del material y luego dejarla

reposar 24 horas.



Botella llena a 130 ml de arena

Agregándole hidróxido de

sodio a 2oo ml.

30

3.2.6 DETERMINACION DEL VALOR DEL COLOR

El procedimiento de la solución del color estándar, al finalizar el período de

reposo de 24h, llenar una botella de vidrio hasta aproximadamente la marca de 75

ml con una solución fresca, de color estándar preparada no más de 2h previas,

como se describe en 3.3. Poner la botella con la muestra de ensayo y la botella

con la solución de color estándar, lado a lado y comparar el color de luz

transmitida a través del líquido que está sobre la muestra, con el color de luz

trasmitida por la solución de color estándar. Registrar si el color del líquido que

está sobre la muestra es más claro, más oscuro o igual al color de solución de

color estándar.


Se determina el valor color de las muestras de

ensayo, con la tabla de colores pasado 25 horas

después que se aplicó el líquido.

31

3.2.6.1 PROCEDIMIENTO DE LOS VIDRIOS DE COLOR ESTANDAR

Para poder definir con mayor precisión el color del líquido sobrenadante de la

muestra de ensayo se debe usar cinco vidrios de colores estándar de los

siguientes colores:

No. de color estándar Gardner No. de Placa Orgánica

5 1

8 2

11 3 (Max. Permisible)

14 4

16 5

Tabla No. 8

Se debe usar la comparación como se describe anteriormente excepto que se

informa el color de placa orgánica más parecida al color líquida sobrenadante

sobre la muestra de ensayo. Al utilizar este procedimiento, no es necesario

preparar la solución de color estándar.

Cuando la muestra sometida a este procedimiento da un color más oscuro que el

color estándar o la placa orgánica No. 3 (Gardner, estándar de color no. 11)

Debe considerarse que el agregado fino bajo ensayo posiblemente contiene

materia orgánica perjudicial. Es recomendable someterlo a otros ensayos antes de

aprobar con el agregado fino para su uso en concreto. Dado que dicho ensayo no

produce valores numéricos, no es posible la determinación de la precisión.

32

3.2.7 RESULTADOS

Tabla que aparece a continuación muestras los datos en base a los resultados de

muestra que se realizaron en cada punto.

Tabla No. 9


PUNTOS No. DE PLACA

ORGANICA

1 2

2 2

3 2

4 2

En la imagen anterior (foto No. 14) se puede observar las

botellas de las muestras tomadas, cada una está enumerada de

los cuatro puntos que se tomó la muestra con un número de

placa orgánica número dos.

33

3.3 EQUIVALENTE DE ARENA COGUANORN TG - 41010 h4

3.3.1 DESCRIPCION

En este ensayo se muestra el método para determinar el equivalente de arena

de la fracción granulométrica de los áridos finos.

Dicho desempeño es definido por las características físicas, químicas y mecánicas del material granular y sobre las cuales es preciso definir un control. La fracción fina de los materiales granulares y en particular de la fracción arcillosa

define en forma relevante el comportamiento mecánico del conjunto. Por ello es

necesario caracterizarla y clasificarla mediante métodos cuantitativos que permiten

tener un criterio más claro de la naturaleza cualitativa de la misma.

3.3.1.1 Finalidad del equivalente de arena

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%.

3.3.2 MATERIALES UTILIZADOS (INSTRUMENTOS Y EQUIPOS)

Dos probetas cilíndricas graduadas

Pistón tarado

Regla graduada de 500mm

Tamiz de 2mm (ó 4mm)

Dos cronómetros

Balanza de o.1 g de precisión

Reactivo

Tubo lavador y embudo

Máquina de agitación

Bandejas cepillos tapones de gaucho

34


En esta imagen se puede observar las probetas que se utilizaran para poder hacer

el equivalente de arena, su estuche donde se aguardan, dicho ensayo se realizó

en el laboratorio de cementos progreso (CETEC) ubicado en la zona 6 de la

ciudad capital.

3.3.3 PROCESO DEL ENSAYO

3.3.3.1 REACTIVO

Solución concentrada, compuesta de:

1. Cloruro de calcio cristalino, CaCI2.6H20, o cloruro de calcio anhidro, CaCI2

2. Glicerina

3. Solución de formaldehido

4. Agua destilada o desmineralizada

Para su preparación se disuelven 219 ± 2 g de cloruro de calcio cristalino (219g

de CaCI2.6H2O equivalen a 111g de CaCI2) en 350 ± 50ml de agua destilada o

desmineralizada, se enfría a temperatura ambiente y si es necesario, se filtra con

un papel de filtro de poro medio. Se añaden 480 ± 5g de glicerina y 12,5 ± 0,5g de

solución de formaldehído, se diluye hasta 1Litro con agua destilada o

desmineralizada, mezclando enérgicamente.

35

No obstante, existen empresas que suministran la solución concentrada,

preparada para su uso. Se recomienda conservar la solución concentrada en

frascos de vidrio o de plástico y protegidos de la luz.

Solución lavadora: Se prepara añadiendo (125 ± 1) ml de solución concentrada

en agua destilada o desmineralizada hasta alcanzar un volumen total de (5000 ±

10) ml. Consideraciones a tener en cuenta: Antes de preparar la disolución

lavadora, es conveniente sacudir enérgicamente la solución concentrada.

Enjuagar varias veces el recipiente con agua destilada y verter el agua empleada

en el matraz de 5l antes de la dilución para obtener 5l. La solución lavadora no

debe emplearse 28 días después de su preparación, o si se pone turbia o si se

observa la formación de moho.

3.3.3.2 MUESTRA DE ENSAYO

La muestra reducida debe tamizarse por el tamiz de 2 mm, desechando el

rechazo sobre el tamiz. Se recomienda una masa mínima para la ejecución del

ensayo de 650-700 g, de los que unos 350 g se destinan al ensayo y el resto a la

determinación de la humedad de la muestra. La humedad de la muestra de

ensayo debe conservarse, manteniéndola, por ejemplo, encerrada en una bolsa

de plástico hermética.

Para la determinación del contenido en humedad se recomienda operar del

siguiente modo: Pesar 2 submuestras de 130-140 g, colocándolas sobre bandejas

y anotando su masa (mh). Meterlas en estufa a (110 + 5) ºC hasta masa constante

(diferencia entre dos masas consecutivas en el transcurso de 1 hora inferior al 0,1

%). Pesar las submuestras una vez secas (ms), determinando la humedad como

el valor medio de humedad de ambas.

Si la humedad de la muestra reducida es superior a lo indicado, debe reducirse la muestra indicada, debe reducirse la muestra encerrada en la bolsa mediante su permanencia en la sala de ensayo (acondicionado a una temperatura de (23 + 3) °C) hasta que sea inferior al 2%, pero nunca en una estufa. La masa de cada submustra, procedente de la bolsa hermética, se calcula redondeando al gramo más próximo en la siguiente expresión:

% W unitaria = [( )

] . 100

( )

Siendo w el contenido en humedad medio de la fracción.

Si se realiza el ensayo sobre la fracción 0/4 mm, el procedimiento es el mismo, pero el contenido de humedad tiene que ser inferior al 8% en lugar de 2%.

36

Foto No. 16


En esta fotografía anterior (foto No. 16) aparece la muestra de ensayo a

realizar donde se reducirá para obtener dos submuestras muestras, dicho ensayo

se realizará con la fracción 0/2 mm y el contenido máximo de humedad es de él

2% que deberá cumplir con una limitada de humedad, redondeada al grano más

próximo en base a la ecuación anterior.

3.3.3.3 LLENADO DE PROBETAS GRADUADAS

Se sifona la disolución lavadora que se encuentra la botella a un metro

aproximadamente por encima de la mesa de trabajo en una probeta graduada

hasta alcanzar la marca inferior de la misma.

Se vierte la submuestra con la ayuda del embudo en la probeta, manteniéndola en

posición vertical.

Se golpea varias veces la base de cada probeta sobre la palma de la mano para

desalojar las burbujas de aire y favorecer el contacto total de la disolución con la

submuestra. Se pone en marcha el cronómetro, dejando reposar la probeta

durante (10 ± 1) min, para remojar la submuestra.

37

Foto No.17 Descripción


En esta imagen (foto No. 17) se está sifonando, con la ayuda del tubo lavador

hasta alcanzar la marca inferior en cada probeta.

Foto No. 18 Descripción


En foto No. 18 se observa el vertido de la

submuestra dentro de la probeta.

38





En la foto No. 19 se muestra los golpes que se le da a la probeta para sacar

el aire, en la foto No. 20 se deja reposar por 10 minutos. Las pruebas hechas en

el laboratorio de cementos progreso en la planta de zona 6.

39

3.3.3.4 MAQUINA DE AGITACIÒN

Transcurridos 10 min., se tapa la probeta con un tapón de caucho y se fija en la

máquina de agitación, agitando la probeta durante (30 ± 1) seg. Se vuelve a

colocar en la mesa de ensayos, en posición vertical



Se muestra en la foto No. 21 la agitación de la probeta en su respectiva

maquina durante 30 segundos.

3.3.3.5 LAVADO Y MEDIDAS

LAVADO

Se quita el tapón de caucho de la probeta y se lava sobre la misma disolución,

para asegurar que todo el material caiga dentro de la probeta.

Se introduce el tubo lavador en la probeta, enjuagando, en primer lugar, las

paredes de la misma con la disolución lavadora, y a continuación, se empuja el

tubo hacia abajo, a través del sedimento, hasta el fondo de la probeta.

Se mantiene la probeta en posición vertical dejando que la solución lavadora

agite el contenido y favorezca la subida de los finos y los componentes arcillosos,

aplicando a la probeta un movimiento lento de rotación.

40

Cuando el nivel de líquido se aproxime a la marca superior, se levanta

lentamente el tubo lavador y se regula el caudal para que el nivel alcance

exactamente la marca superior de la probeta, retirando por completo el tubo

lavador y poniendo en marcha el cronómetro. Se deja reposar la probeta durante

(20 ± 0,25) min, en un lugar sin perturbaciones ni vibraciones, comenzando el

tiempo de sedimentación. Esto se repite con la segunda probeta con la

submuestra sacada.

Foto No. 22


En la imagen se muestra el reposo de las dos

submuestras tomadas de los bancos, dicho

reposo es de 20 minutos sin que tengan ningún

inconveniente.

41



MEDIDAS

Transcurrido el periodo de reposo, se mide con la regla la altura h1 del nivel

superior del floculado con relación a la base de la probeta.

Se baja suavemente el pistón en la probeta hasta que su pie repose sobre el

sedimento, operación durante la cual el disco deslizante no debe bloquear la

varilla del pistón, quedando en contacto con la parte superior de la probeta.

Se determina la altura del sedimento h2, midiendo la distancia entre la cara

inferior del lastre cilíndrico del pistón y la cara superior del disco, introduciendo la

regla graduada en la ranura de éste último.

Se anotan las alturas h1 y h2, redondeadas al milímetro más próximo.

Se repite el mismo proceso de ensayo con la segunda submuestra.

Pese a que la norma permite la ejecución simultánea de ambas probetas, se

recomienda que se ejecuten desfasadas en el tiempo para disminuir la dispersión

en el resultado final.

Se está introduciendo el tubo lavador dentro de

la probeta para lavar las paredes con la misma

solución para reacomodar el sedimento.

42



Se está bajando suavemente el pistón hasta

rebosar en el sedimento.

Medición del floculado

con relación a la probeta

43

3.3.5 CÁLCULO

Para poder llegar a un resultado se calcula con la expresión:

Para la primera probeta;

Para la segunda probeta;

De manera que si ambos valores difieren en más de 4 unidades, no se dará por

finalizado el ensayo, y se debe repetir el ensayo.

Se calcula el valor equivalente de arena (SE) como la medida de expresión para

cada probeta anotándose el resultado, redondeándolo al número entero más

próximo. Expresión:

SE = [ (h₂,₁ /h₁,₁) . 100 + (h₂,₂ /h₁,₂) . 100 + (h₂,n /h₁,n) . 100 ]

N

N: es el número de muestras sacadas, en este caso N = 2.

3.3.6 RESULTADOS

En las tomas de muestras, los datos en base a los resultados de contenido de arcilla y

arena tomadas, así como el valor equivalente de arena, esté sigue siendo un ensayo

que libera los posibles recubrimientos de arcilla adheridos a las partículas de arena

mediante la adición de una solución coagulante que favorece la retención de las

partículas finas sobre la arena, describiendo su contenido respecto de las partículas de

mayor tamaño. Es esencial mencionar que el porcentaje de arena tiene que ser mayor o

igual al 70% de la muestra.

A continuación se presenta el cuadro de los resultados obtenidos de los cuatro puntos

de muestra.

(h₂,₁ /h₁,₁) . 100

(h₂,₂ /h₁,₂) . 100

44

Resultados de Equivalente de arena. Cuadro No.1

Porcentajes de arena de cada punto analizado.

Grafica No.5

Al analizar la gráfica anterior, se puede determinar que la línea punteada, ya que

todas la muestras tomadas en zona en in situ, presenta un porcentaje sumamente mayor

requerido por la norma que es el 70%, por tanto es acéptale dicha prueba.

Promedio

Muestras

Lectura de

Arcilla

Lectura de

Arena

% Equivalente

de Arena

Punto 1 4.5 3.4 76

Punto 2 5.2 3.7 71

Punto 3 4.9 3.5 71

Punto 4 4.4 3.4 77

45

CONCLUSIONES

De acuerdo con la especificación ASTM C 40 los agregados finos de los bancos de muestra del Río Chinautla, si cumplen con las condiciones para su uso.

En el análisis de los agregados finos recolectados del cauce del Río

Chinautla, se determinó que la contaminación del río está dentro de los

rangos permisibles (Grado 2), de acuerdo a la norma ASTM C-40 por lo

que podrá utilizarse este como agregado en mezclas de concreto.

De las muestras analizadas se concluye que el porcentaje de arena es

mayor que el requerido por la norma COGUANORN TG - 41010 h4; por lo

que puede ser utilizado como agregado fino (arena).

Para tener un registro y mejorar el control, es necesario hacer otros

experimentos en la parte media de la cuenca y más abajo donde se extrae

este tipo de material.

46

RECOMENDACIONES

Tomar en cuenta la granulometría de los agregados según la especificación ASTM C-40 al realizar la trituración de las rocas o su extracción de ríos.

Buscar fuentes alternas de agregados y realizar los exámenes de calidad

correspondientes antes que inicie la explotación, en este aspecto podría contarse con la ayuda de estudiantes de Ingeniería Civil que realizan trabajos de graduación.

Hacer del conocimiento de los usuarios la calidad de los agregados,

publicando en la página de internet de la facultad de ingeniería un resumen del contenido de este documento, así como brindar una copia del presente a las autoridades correspondientes en el ramo de la construcción, a fin de que puedan darle el uso adecuado.

Además de los ensayos para el análisis de agregados, se recomienda la

elaboración de pruebas de concreto y morteros, y verificar el desempeño de

los agregados en condiciones de uso.

Cuando se presenta arena con mal olor y materia con desecho esta puede

ser tratada insitu.

47

GLOSARIO

Mortero Mezcla formada por agua, arena y un aglomerante como el cemento Pórtland. Además puede agregarse un aditivo.

Pómez Vidrio volcánico muy poroso y ligero debido a la

liberación de los gases que contenía la lava de la cual procede.

Agregado Es el material inerte que, unido con un

aglomerante en una masa conglomerada, forma concreto o mortero. Estos se dividen según su tamaño en finos y gruesos, el límite es el tamiz de 4.75 mm de abertura.

ASTM Siglas que corresponden a la entidad AMERICAN

SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS

(Sociedad americana para pruebas y materiales).

Banco de Materiales Lugar donde están los materiales, acumulados ya

sea de arena, grava, a lo largo del litoral o en el

lecho de un río.

Álcalis del Cemento Son los componentes alcalinos, que pueden ser

el carbonato cálcico, carbonato magnésico,

algunos otros como aluminatos.

Aguas servidas Son aguas residuales domésticas y que son el

resultado de las actividades cotidianas de las

personas, proviene de los desechos orgánicos de

las personas o animales. Formadas 99% de agua

y 1% de sólidos en suspensión y solución.

Agregado fino Consiste en arena natural o manufacturada con

tamaños de partículas que puede llegar a 10mm.

48

Agregado grueso Estos se define como los que se retienen la

malla No. 16, y puede variar hasta 152mm.

Proviene de la desintegración de rocas en piedra

chancada y grava.

Concreto Se obtiene mediante una mezcla

cuidadosamente proporcionada de cemento,

arena grava u otro agregado y agua; después

esta mezcla se endurece en formaletas con la

forma y dimensiones deseadas.

Diferencia de Concreto

Y Mortero concreto es una mezcla compuesta de cemento

agregado fino y grueso dando cierta resistencia

para diferentes tipos (puede ser utilizado para

pavimentos, columnas losas cimentación entre

otros). El mortero composición de arena y

cemento (existen diferentes tipos de mortero la

cual se pueden utilizar ya sea para repello, pegar

block entre otros).

Floculado Es un proceso químico, mediante el cual, con la

adición de sustancias denominadas floculantes,

se aglutinan las sustancias coloidales presentes

en el agua; la aglomeración de partículas

desestabilizadas tienden a depositarse en el

fondo de los recipientes construidos.

Sifona Mover o agitar, turbar violentamente.

Disolución lavadora Composición química, compuesta de una

solución concentrada.

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BIBLIOGRAFIA

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10. Artículo de la revista UMG. EFFECTS ON CEMENT MIXTURE WITH PRESENCE OF ORGANIC SEDIMENTS IN FINE AGGREGATES. CASE: Sample Extractions From Chinautla's River Caudal.

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ANEXOS

Hoja de cálculo de granulometría y grafica

Fuente: Laboratorio de solilab (Ing. Jorge campo)

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Fuente: Cementos Progreso (CETEC)

Placa orgánica de colores estándar

universidad mariano gÁlvez de guatemala

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