Dosificación de agregados

1. Mezcla
de agregados por peso
2. Ajuste De La Gradación
Mediante Rechazo De Una
Fracción

1. Mezcla de agregados
por peso

Para la dosificación de agregados con el objeto
de lograr una mezcla cuya gradación se encuentre dentro de
los límites recomendados en una especificación
determinada, se cuenta con procedimientos
gráficos y analíticos; dentro de estos
últimos el método de
ensayo o
prueba y error es quizás el más usado. Estos
métodos
son descritos a continuación acompañados de
ejemplos para hacer más fácil su
comprensión.

En la dosificación de agregados, resulta
aconsejable realizar como primer paso las curvas
granulométricas de todos los agregados involucrados o que
se pretenden usar en la mezcla. De esta manera, es posible tener
una apreciación visual de las proporciones requeridas de
cada uno de los agregados.

Ejemplo 1

Se desea calcular las proporciones de cada uno de los
agregados, cuyas gradaciones se presentan en la tabla 1, de tal
forma que una vez mezclados se obtenga la gradación que
corresponde a la media de los límites de la
especificación indicada.

Tabla 1

El proceso de
dosificación resulta relativamente simple cuando se trata
de la mezcla de dos agregados; en este caso uno de ellos
evidentemente grueso (que se identifica como G) y el otro fino
(identificado como F).

Una primera aproximación se obtiene al calcular
el porcentaje que se requiere del material F de tal forma que se
cumpla con la media de la especificación para el tamiz N.
200 (7 en el ejemplo).

Si X = Cantidad de Material G requerido en la mezcla,
en %

Y = Cantidad del material F requerido en la mezcla, en
%

Se tiene que: X + Y = 100 %

Sí M = Media de la especificación para el
tamiz designado, en %

G = Porcentaje que pasa el tamiz designado del material
Grueso

F = Porcentaje que pasa el tamiz designado del material
Fino

Se debe cumplir que: G*X + F*Y = M

Y por lo tanto, la cantidad Y requerida del
material F será:

Y = (M – G)/ (F – G)* 100 Ec.
(1)

Reemplazando en la ecuación 1 los respectivos
valores del
problema se obtiene:

Y = (7 – 2)/(40 – 2) * 100 = 13,2% y
X = 86,8

La gradación final de la mezcla con estas
dosificaciones será:

Como se puede apreciar los resultados obtenidos se
ajustan a los requerimientos de la especificación y por lo
tanto se puede adoptar esta dosificación.

Ejemplo 2

Se van a mezclar acopios de agregado grueso, fino y
llenante para cumplir con los requerimientos de gradación
que se indican en la tabla 2.

Tabla 2

La revisión de las gradaciones de cada uno de los
materiales
indica claramente una separación entre el agregado grueso
y el fino a partir del tamiz N. 8, siendo la mayor
proporción de la fracción inferior a este tamiz,
aportada por el agregado fino.

De acuerdo con lo anterior un primer ajuste de la mezcla
se puede lograr estimando las proporciones de agregado grueso y
fino requeridas para obtener 42,5% de material inferior al Tamiz
N. 8 (% Pasa – media de la
especificación).

El porcentaje (X) de agregado grueso (G) para producir
la cantidad deseada que pase un tamiz específico (en este
caso el tamiz N. 8) puede calcularse de manera similar al
tratamiento que se dio en el ejemplo 1. Esta expresión es
aplicable únicamente a la mezcla de 2
materiales.

En este caso, nuevamente: F = Agregado fino que pasa el
tamiz designado, en %

G = Agregado grueso que pasa el tamiz designado, en
%

X = Cantidad de Material G requerido en la
mezcla, en %

Y = Cantidad del material F requerido en la mezcla, en
%

M = Valor
deseado que pasa el tamiz designado, (Media de la
especificación), en %

Con: X + Y = 100 %

Se debe cumplir que: G*X + F*Y = M

Por lo tanto: X = (M – F)/ (G – F) *
100

Reemplazando los respectivos valores:

X = (42,5 – 95) / (2,4 – 95) *
100

X = 56,7% que se puede aproximar a X = 57%
y por tanto Y = 43%

La adición de un 43% de material fino
aportará a la mezcla un 3,8% (0,43*8,8) de material que
pasa el tamiz N. 200, requiriéndose que por este tamiz
pase el 7% para cumplir con la media de la especificación.
De acuerdo con lo anterior, el faltante para el tamiz N. 200;
3,2% (7-3,8) lo debe aportar el llenante, que se designará
como L.

Para cumplir con esta exigencia, la cantidad de llenante
estará dada por: 3,2/0,74 = 4,3% que se puede aproximar al
4%.

Ajustada de esta manera la fracción fina, se
tendrá finalmente:

X = 57%

Y = 39% (43% – 4%), y

L = 4%

La comprobación de esta dosificación se
muestra en la
siguiente tabla.

Como se puede apreciar los resultados obtenidos se
ajustan a los requerimientos de la especificación y por lo
tanto se puede adoptar esta dosificación.

Ejemplo 3

El procedimiento
general para mezclar una arena fina con un agregado fue expuesto
en el ejemplo 1. El método para mezclar tres agregados
teniendo una separación marcada en sus gradaciones se
describió en el Ejemplo 2. Sin embargo en el caso de
disponer de tres agregados cuyas gradaciones se traslapan, las
proporciones de la dosificación se pueden determinar mas
convenientemente usando un método
gráfico.

En este ejemplo, se dispone de tres materiales; uno
grueso, intermedio y fino, cuyas gradaciones junto con la
especificación se muestran en la tabla 3. Se desea
combinar estos agregados para obtener una mezcla que mejor se
ajuste dentro de los límites de la
especificación.

Tabla 3

El método para resolver este problema se muestra
en la Figura 1 y los pasos se enuncian a
continuación:

1. Grafique el porcentaje que pasa de la muestra fina
   sobre la escala D y el
   porcentaje que pasa de la muestra intermedia sobre la escala C
   de la carta
   II.
2. Conecte mediante líneas rectas los porcentajes
   que pasan cada tamiz respectivo. Las intersecciones de cada
   línea correspondiente a cada tamiz con cualquier
   línea vertical de la carta II,
   definirán las proporciones de la mezcla del agregado
   fino e intermedio sobre las escalas horizontales (superior e
   inferior).
3. Sobre cada línea que representa un tamiz
   resalte la sección de esta que se encuentra dentro de
   los límites de la especificación.
4. Seleccione una línea vertical que pase a
   través del mejor promedio de todas las secciones
   resaltadas que corresponden a los límites de la
   especificación. Para el ejemplo, la línea
   vertical seleccionada representa el 40% de material fino y el
   60% de material intermedio.
5. Proyecte horizontalmente, a la escala B de la carta
   I, las intersecciones de cada línea que representa cada
   tamiz con la línea vertical seleccionada. Los valores
   numéricos obtenidos sobre la escala B
   representarán los porcentajes que pasan el tamiz
   respectivo de la mezcla realizada con 40% de agregado fino y
   60% de agregado intermedio.
6. Grafique los porcentajes que pasan en el agregado
   grueso sobre la escala A de la carta I y repita el proceso
   descrito desde el numeral b hasta el d para determinar las
   proporciones de la mezcla del agregado grueso con la
   combinación de fino e intermedio. En este ejemplo la
   línea vertical seleccionada representa 8% de agregado
   grueso y 92% de agregado intermedio mas fino, o

Grueso = 8%

Intermedio = 0,92*60% = 55%

Fino = 0,92*40% = 37%

TOTAL 100%

g. Proyecte horizontalmente la intersección de
cada línea que representa un tamiz con la línea
vertical (8% – 92%) sobre la escala A. Los valores
numéricos así obtenidos sobre esta escala
representan la gradación de la mezcla de 8% de agregado
grueso, 55% de agregado intermedio y 37% de agregado
fino.

Verificación numérica: