INTRODUCCIÓN. El análisis de los ángeles es una prueba realizada utilizando una maquina denominada del mismo nombre de la prueba, es decir los ángeles que tiene el propósito de triturar el material con ayuda de una carga abrasiva. Es importante mencionar que para esta prueba se considera que más del 50% del material molido es considerado como blando, la finalidad de esta prueba es calcular el porcentaje de desgaste que tuvo el material, para ver si esta entra dentro de las normas de calidad. La muestra será de agregado limpio y debe ser representativa del material que se vaya a ensayar. Esta prueba comenzara con el cribado del material para la muestra, esto se realizara con la colocación de las mallas en orden descendente, todo esto con el fin de desprender las arcillas de las arenas o de las gravas, para que después se introduzca a la máquina de los ángeles la muestra, ya habiendo lavada esta y secada en el horno.
OBJETIVO. La presente práctica denominada el desgaste de los ángeles tiene como objetivo fundamental determinar la resistencia a la trituración de los agregados pétreos, utilizando una maquina denominada de los ángeles. Esta prueba es utilizada para los materiales pétreos que serán utilizados en mezclas asfálticas. La prueba consiste en introducir una cierta cantidad de material que posea unas características granulométricas específicas dentro de un cilindro giratorio, en donde es sometida al impacto de esferas metálicas durante un tiempo determinado, con el resultado de esto se tendrá una pérdida de material con respecto a su masa inicial que determinará la calidad del mismo ante el desgaste o la abrasión. La importancia que presenta esta prueba en aeropuertos está ligada debido que esta prueba es necesaria para los concretos de las pistas de aterrizaje. Conocer adecuadamente la práctica de los ángeles servirá en un futuro para realizar pruebas de agregados pétreos para mezclas asfálticas o para las pistas
EQUIPO O ACCESORIOS. El equipo para la ejecución de la prueba estará en condiciones de operación, calibrado, limpio y completo en todas sus partes. Todos los materiales por emplear serán de calidad y se tendrá en cuenta si afecta a estos la fecha de caducidad. Los equipos o accesorios que se necesitan para la prueba son los siguientes:
Máquina de los Ángeles.
Carga abrasiva (esferas de hierro fundido o de acero).
Horno para el secado, la temperatura de este deberá ser de 110 ± 5 °C.
Agitador de tamices.
Trapo de tela
Bascula granotaria.
Cucharon, de preferencia de acero galvanizado.
Cubeta de 20 Lts.
2 charolas
Tabla con los tamices a utilizar.
Agua (potable).
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA. 1. Obtención del material para la muestra. 2. Extendido del material de banco para ser secado, realizado días antes de la prueba, aproximadamente 8 kilogramos. 3. Antes de comenzar la prueba es importante el calibrado de la báscula y la limpieza de las mallas a utilizar. 4. Una vez que el material esta disgregado, se apila hasta formar un cono. 5. Desde el eje del cono y hacia la periferia se extiende el material hasta formar un cono truncado de 15 a 20 cm de altura. 6. Se divide el cono truncado en cuatro partes iguales, se prosigue a agarrar dos partes de esquina a esquina que será la muestra con la cual se trabajara aproximadamente de 10 kilogramos.
PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA.
9. Se cribo el material nuevamente para el tipo de composición de la muestras de prueba en este caso el A, para obtener su masa de fracción en gramos, con sus determinados tamices. Tabla. Mallas para el tipo A (Designación).
Tipo de composición de la muestra de prueba
A
Designación
Masa de la fracción
½”- 1”
1250 ± 25
1”- ¾”
1250 ± 25
¾”- ½”
1250 ± 10
½”- 3/8”
1250 ± 10
Masa total 5000± 10 de la prueba Los resultados del pesaje fueron los siguientes: ½”- 1”
1125
1”- ¾”
1125
¾”- ½”
1125
½”- 3/8”
1125
Carga abrasiva Numero de esferas
12
C
¼-8
2500 ± 10
8
Masa total 5000 ± 10 de la prueba Nota: Para esta prueba se sustituyó la malla número 4 por la 8. Los resultados del pesaje fueron los siguientes: 3/8” – ¼
1100
¼-8
1100
Total
2200 gramos
Nota: Debido a la falta de material no se cumplió con la cantidad de masa total (5 Kg) para este tipo de muestra no se llegó ni a la mitad de lo que establece la norma. 11. Se prosigue a cribar el material tipo A con sus mallas de designación para visualizar la gráfica granulométrica. Los resultados del nuevo cribado fueron: ½”- 1”
1125
13. Se limpia la máquina de los ángeles para evitar que se mezclen los desechos con la muestra, con un trapo de tela. 14. Se calibra la báscula. 15. Se pesa la muestra A, teniendo 4500 gramos. 16. Se introduce el tipo de muestra A, con las muestras ya revueltas y depositadas en una charola, después de introducir la muestra se le agrega la carga abrasiva dependiendo de la norma en este caso son 12 esferas. 17. Se prende la máquina y se programa para 1000 segundos, debido a que por cada 2 segundos la maquina da una revolución. 18. Al parar la maquina se extrae el material con cuidado para no desperdiciarlo, se deposita en un contenedor con ayuda de un cucharon. 19. Se pesa y da un total de 4400 gramos, se puede observar que se perdieron 10 gramos. 20. Se procede a cribar el material nuevamente con las mallas utilizadas para el tipo A. Los resultados son: 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" 1/4 8
0 150 420 490 220 420 830
Los resultados son: 3/8" 1/4 8 Pasa la No.8 total
0 170 620 1410 2200
28. Después de cribar las dos muestras, el material que pasó la malla número 8, es considerada como arcilla y fue desechada. 29. Se prosiguió a lavar las dos muestras por separado, con el objetivo de eliminar lo más posible los a finos, esta acción se realizó con la malla número 200. 30. Se metieron la muestra A y C, en recipientes diferentes al horno, para su secado por 24 horas. 31. Habiendo pasado las 24 horas, se extrajeron del horno las dos muestras para su pesado. 32. La muestra A, después de salir del horno peso 2460 gramos. 33. La muestra C, después de salir del horno peso 840 gramos. 34. Se prosiguió a cribar las muestras A y C, por sus diferentes tamices. 35. Para la muestra A el cribado fue: 3"
0
1 1/2"
0
1"
260
3/4"
0
3/8"
0
8
740
16
90
40
0
60
0
100
0
200
0
Pasa la No.8
10
Total
840
37. Al finalizar con la prueba se limpian los equipos que se utilizaron, se guardan las mallas.
DISCUSIONES Y RECOMENDACIONES. Esta prueba requiere de varios días para su ejecución no es una prueba que se realice en un día, por ejemplo el secado de la muestra tardo aproximadamente 24 horas, esto es un impedimento para que la muestra sea rápida. Un aspecto que es muy importante es cerrar adecuadamente la máquina para
corrientes de aire puede evitar que se provoque la contaminación de la muestra de prueba con otras partículas.
CONCLUSIONES. El material que se utilizó para la prueba fue sometido a la máquina de los ángeles y presento una resistencia estable y significativa al no quedar como arcilla, en comparación con otras muestras de otros equipos que trabajaron en el laboratorio, ya que su muestra quedo muy arcillosa, y con esto se puede concluir que su material no es resistente y esto depende del lugar y tipo de suelo donde extrajeron su muestra. Se pudo observar que para la muestra A tuvo en comparación con la muestra C más cantidad de gravas, en cambio con la muestra C prevalecieron más las arenas, esto se puede observar con el cribado del material y con las gráficas de estas. La máquina de desgaste de los ángeles presenta un papel importante en esta
CÁLCULO Y RESULTADOS. Se calcula y reporta como resultado de la prueba, el desgaste por trituración, utilizando la siguiente expresión:
( ) Dónde: = Desgaste por trituración Los Ángeles, (%) Pi = Masa inicial de la muestra de prueba, (gramos) Pf = Masa final del material de la muestra de prueba mayor de 1,7 mm (malla N°12), gr. Pa
Para la prueba A:
( )
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE VALLADOLID .
GRAFICA DE COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL PÉTREO. Proyecto: Práctica en laboratorio (Desgaste de los Ángeles). Descripción del suelo: Tipo sas-cab. Tamizado: Mecánico - Manual Vía: Seca - Húmeda Fecha de muestreo: 5 de Julio del 2014 Fecha de ensayo: 17 de Julio del 2014 Datos obtenidos del procedimiento 11 de esta prueba, del tipo de composición de la muestra de la prueba A. Este cribado se realiza antes de meter la muestra a la máquina de los Ángeles. COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL RETENIDO EN MALLA No.8
% RETENIDO PARCIAL
% RETENID O ACUMUL ADO
% QUE PASA LA MALLA
0.00 25.00 49.8 74.7 100.0
100 75 50 25 0
MALLA
ABERTURA
PESO RETENIDO PARCIAL (GRS)
1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" Pasa No. 8 SUMA
75 37.5 25 19 9.5
0 1125 1 115 1 120 1 140
0 25 25 25 25
4 500
100
Practica en laboratorio: Desgaste de los Ángeles
12
GRAFICA DE COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL PÉTREO. Datos obtenidos del procedimiento 12 de esta prueba, del tipo de composición de la muestra de la prueba C. Este cribado se realiza antes de meter la muestra a la máquina de los Ángeles. COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL RETENIDO EN MALLA No.8
MALLA 3/8" 1/4 8 SUMA
PESO % RETENIDO RETENIDO % RETENIDO PARCIAL ACUMULADO PARCIAL (GRS) 0 0 0.0 1 090 50 49.5 1 110 50 100.0 2 200
% QUE PASA LA MALLA 100 50 0
100
Practica en laboratorio: Desgaste de los Ángeles
13
GRAFICA DE COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL PÉTREO. En el procedimiento del paso 20 después de sacar el material tipo A de la máquina, se cribo para obtener una comparación de las gráficas antes y después de someter al material a la prueba. COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL RETENIDO EN MALLA No.8
MALLA
PESO RETENIDO PARCIAL (GRS)
% RETENIDO PARCIAL
% RETENIDO ACUMULADO
% QUE PASA LA MALLA
1 1/2"
0
0
0.00
10 0
1"
150
3
3
97
3/4"
420
10
13
87
1/2"
490
11
24
76
3/8"
220
5
29
71
1/4
420
10
39
61
8
830
19
58
43
Pasa No. 8
1 870
43
100
0
SUMA
4 400
100
Practica en laboratorio: Desgaste de los Ángeles
14
GRAFICA DE COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL PÉTREO. En el procedimiento del paso 27 después de sacar el material tipo C de la máquina, se cribo para obtener una comparación de las gráficas antes y después de someter al material a la prueba. COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL RETENIDO EN M ALLA No.8
MALLA
PESO RETENIDO PARCIAL (GRS)
% RETENIDO PARCIAL
% RETENIDO ACUMULADO
% QUE PASA LA MALLA
3/8"
0
0
0
100
1/4 8 Pasa No. 8 SUMA
170 620 1 410 2 200
8 28 64 100
8 36 100
92 64 0
Practica en laboratorio: Desgaste de los Ángeles
15
GRAFICA DE COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL PÉTREO. Para finalizar la prueba con la muestra A se cribo por última vez para obtener la curva de granulometría. COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL RETENIDO EN MALLA No.8
MALLA
PESO RETENIDO PARCIAL (GRS)
% RETENIDO PARCIAL
% RETENIDO ACUMULADO
% QUE PASA LA MALLA 100
3"
0
0
0.00
100
1 1/2"
0
0
0.00
100
1"
260
11
10.57
89
3/4"
330
13
23.98
76
3/8"
630
26
49.59
50
8
1180.0
48
97.56
2
16
60.0
2
100.00
0
40 60 100 200 PASA No. 200 SUMA
0.0 0.0 0.0 0.0
0 0 0 0
100.00 100.00 100.00 100.00
0 0 0 0
0
0
100.00
0
2460.0
100
Practica en laboratorio: Desgaste de los Ángeles
16
GRAFICA DE COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL PÉTREO. Para finalizar la prueba con la muestra C se cribo por última vez para obtener la curva de granulometría.
COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL RETENIDO EN MALLA No.8 MALLA
PESO RETENIDO PARCIAL (GRS)
% RETENIDO PARCIAL
% RETENIDO ACUMULADO
% QUE PASA LA MALLA 100
3"
0
0
0.00
100
1 1/2"
0
0
0.00
100
1"
0
0
0.00
100
3/4"
0
0
0.00
100
3/8"
0
0
0.00
100
8
740.0
88
88.10
12
16
90.0
11
98.81
1
40 60 100
0.0 0.0 0.0
0 0 0
98.81 98.81 98.81
1 1 1
200
10
0
98.81
0
PASA No. 200 SUMA
0
1 100
100.00
0
840.0
Practica en laboratorio: Desgaste de los Ángeles
17
