ANLISIS DE ARENA

ANLISIS DE ARENA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

CURSO:PROCESOS DE MANUFACTURA II / MC214

INFORME:ANLISIS DE ARENA

INTEGRANTES : - ALTAMIRANO URIBE WILSER 20112085B - AAZGO FERNANDEZ JOSE 20110130k - CALDERON ZUIGA ERIK 20110124k -TICLA PUENTE PAUL 2011119G-TOMAIRO JAYO PEDRO 20101225B- YOPLA BASALDA JORGE 20114027J

PROFESORA:ZEGARRA LEONOR MARIASECCIN:BCICLO ACAD. : 2013-II

NDICE1. OBJETIVOS..32. FUNDAMENTO TEORICO.....43. PROCEDIMIENTO...84. EQUIPOS UTILIZADOS..115. CLCULOS Y RESULTADOS136. CONCLUSIONES.197. RECOMENDACIONES....20

OBJETIVOS

Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaos del agregado (fino y grueso) y con estos datos construir su curva distributiva. Calcular si los agregados (fino, grueso ) se encuentran dentro de los lmites para hacer un buen diseo de mezcla. Determinar mediante el anlisis de tamizado la gradacin que existe en una muestra de agregados (fino, grueso). Se considera que una buena granulometra es aquella que est constituida por partculas de todos los tamaos, de tal manera que los vacos dejados por las de mayor tamao sean ocupados por otras de menor tamao y as sucesivamente.

FUNDAMENTO TEORICO

PROPIEDADES Y CARACTERSTICAS DE LAS ARENAS DE MOLDEOCARCTER REFRACTARIO:Es la capacidad de la arena para mantener su integridad. En otras palabras, la arena del molde no se funde, tuerce ni se deforma en presencia de altas temperaturas.La refractariedad de una arena se determina por la temperatura a que puede someterse sin presentar signos de fusin. La refractariedad viene asegurada por la slice cuyas caractersticas por otra parte resultan siempre modificadas por la presencia de otros elementos. La vitrificacin de una arena disminuye en proporcin inversa a su contenido en otros materiales.Tambin la forma y el tamao de los granos tiene una notable influencia sobre larefractariedad: Los granos angulosos sellan ms fcilmente que los esfricos, y los finos ms que los gruesos.COHESIN O RESISTENCIA:La cohesin de una arena es consecuencia directa de la accin del aglutinante y depende de la naturaleza y contenido de este ltimo y del porcentaje de humedad.La cohesin se puede establecer por medio de las pruebas que determinan las cargas de ruptura por compresin y por traccin. La ms importante es la primera, porque indica si la arena, al moldearse, ser capaz de soportar las fuerzas a que ser sometido el molde durante las diversas operaciones. La resistencia a la cortadura corresponde al ndice de plasticidad.La forma de los granos tambin influye sobre la cohesin. En igualdad de otras condiciones, una arena de granos angulosos presenta una cohesin menor que una arena de granos redondos, porque en estas ltimas las superficies de contacto son mayores.PERMEABILIDAD:La permeabilidad es la propiedad que permite a la arena ser atravesada por los gases y que permite la evacuacin de estos del molde en el momento de la colada.La permeabilidad tiene una enorme importancia: si es escasa, la evacuacin del gas resulta muy difcil o casi imposible, provocando la ebullicin del metal lquido y la consiguiente formacin de sopladuras de la pieza.La permeabilidad queda establecida en funcin del volumen de los huecos existentes en una aglomeracin de arena. En consecuencia, depende de la forma, del tamao y de la distribucin de los granos, y es siempre mayor en una arena de granos gruesos que en una de granos finos. Una arena de granos muy uniformes (distribuida entre un nmero limitado de cedazos adyacentes) es ms permeable que otra que en igualdad de ndice de grosor tenga los granos de tamaos menos uniformes.MOLDABILIDAD:La moldabilidad de una arena de fundicin, gracias a esta se llenan todos los huecos del modelo y se desliza hacia la superficie del mismo y no necesariamente en la direccin del atacado. Es evidente que cuanto mayor sea la capacidad de deslizamiento de la arena, tanto ms fcilmente podr ser comprimida en sus justos lmites, mientras que, si es poco deslizante, la dureza del molde en determinados puntos del mismo puede resultar insuficiente para resistir la accin mecnica del metal lquido, con posibilidad de defectos.Naturalmente un grado excesivo de deslizamiento es perjudicial porque, en tal caso, la arena con un atacado normal, se comprime demasiado, el molde resulta excesivamente duro y no puede absorber la dilatacin que provoca en la arena la accin del calor. De este modo se pueden producir grietas en la superficie del molde, con los consiguientes defectos en la pieza.TIPOS DE ARENA DE MOLDEO:1. Segn el contenido de arcillaMezcla Magra: 4-8% de arcilla, tambin llamadas arenas verdes. Se utilizan en su estado natural de humedad y arcilla. Contiene la cantidad adecuada de arcilla para ser utilizada en la elaboracin de moldes.Semiarcillosas o semigrasas, 8-10%Grasas: Tambin llamadas arenas secas. Poseen ms del 18% de arcilla. Estos moldes que despus de confeccionados se llevan a un proceso de secado. Se utiliza mucho en piezas grandes. Se logra mayor exactitud dimensional, mayor resistencia y cohesin de la arena y mayor permeabilidad.2. Segn su origen- Naturales: Arena que se utiliza tal como se encuentra en el yacimiento.- Sintticas: Se preparan artificialmente mezclando silice pura con agua y con aglutinante y/o aglomerante adecuado.3. Segn se les haya empleado o no en el proceso- Nueva: Es aquella que se va a emplear por primera vez en el proceso- Vieja: Arena usada en coladas anteriores y es reutilizada.4. Segn su aplicacin en el moldeoDe contacto: Son arenas preparadas con calidades especiales que se usan para formar una pequea capa sobre el modelo.De relleno: Son arenas viejas procedentes del desmoldeo que se utilizan para complementar el llenado del molde a continuacin de la arena de contacto5. Segn su utilizacin.Para moldes.Para machos.6. De acuerdo al tamao de grano.Anlisis granulomtrico de la arena:Los agregados finos comnmente consisten en arena natural o piedra triturada siendo la mayora de sus partculas menores que 5 mm. Los agregados finos deben cumplir ciertas reglas para darles un uso ingenierl ptimo: deben consistir en partculas durables, limpias, duras, resistentes y libres de productos qumicos absorbidos, recubrimientos de arcilla y de otros materiales finos que pudieran afectar la hidratacin y la adherencia de la pasta de cemento. Las partculas de agregado que sean desmenuzables o susceptibles de resquebrajarse son indeseables. Los requisitos de la norma ASTM C 33, permiten un rango relativamente amplio en la granulometra del agregado fino, pero las especificaciones de otras organizaciones son a veces ms limitantes. La granulometra ms conveniente para el agregado fino, depende del tipo de trabajo, de la riqueza de la mezcla, y del tamao mximo del agregado grueso. En mezclas ms pobres, o cuando se emplean agregados gruesos de tamao pequeo, la granulometra que ms se aproxime al porcentaje mximo que pasa por cada criba resulta lo ms conveniente para lograr una buena trabajabilidad.

Mdulo de finura de la arena:El mdulo de finura (FM) del agregado grueso o del agregado fino se obtiene, conforme a la norma ASTM C 125, sumando los porcentajes acumulados en peso de los agregados retenidos en una serie especificada de mallas y dividiendo la suma entre 100. Las mallas que se emplean para determinar el mdulo de finura son la de 0.15 mm (No.100), 0.30 mm (No.50), 0.60 mm (No.30), 1.18 mm (No.16), 2.36 mm (No.8), 4.75 mm (No.4), 9.52 mm (3/8), 19.05 mm (3/4), 38.10 mm (1), 76.20 mm (3), y 152.40 mm (6). El mdulo de finura es un ndice de la finura del agregado, entre mayor sea el mdulo de finura, ms grueso ser el agregado. Diferentes granulometras de agregados puede n tener igual mdulo de finura. El mdulo de finura del agregado fino es til para estimar las proporciones de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto.

PROCEDIMIENTO Determinacin del % de Humedad Se toma una de 20 gr. y se lleva a una lmpara de secado durante 15 minutos, luego se procede a pesar la muestra seca y por diferencia de pesos se determina la humedad

Determinacin del % Slice y % de Bentonita Se toma una muestra de 50 gr. ( muestra total ) El cual se procede a un proceso de lavado en el Elutiador de la siguiente maneraa.. A la muestra se le agrega 700 cc de agua b.- Se procede a agitar en el Elutiador durante 3 minutos c.- Se agrega 200 cc ms de agua la lmpara de secado d.- Se deja que decante 1 minuto e.- Por el principio de sifn se elimina el exceso de agua y la bentonita f .- Se repite el procedimiento hasta obtener Slice pura g.- Una vez obtenida la Slice pura se lleva a la Lmpara de secado y luego se pesa h.- por diferencia se obtiene el peso de bentonita (considerar la cantidad de agua ya determinada para el clculo) y de acuerdo al Cuadro 1 determinar el tipo de arena

Determinacin del ndice de Finura IF a La Slice obtenida se tamiza . b.-Se procede a pesar las cantidad de Slice que queda en cada tamiz c.- Se aplica la formula respectiva Pi * Ki IF = ______________ Pi Pi = Porcentaje en peso en funcin de la muestra total Ki = Constante de cada malla (ver cuadro Nro. 2) d.- De acuerdo al cuadro Nro. 3 se determina el ndice de Finura y el tamao promedio de grano

DETERMINACIN DE LA FORMA DE GRANO.- Luego de pesar la slice de cada tamiz se procede a ver en el microscopio la forma de grano. VERIFICACIN DE RESULTADOS.- De acuerdo a los resultados obtenidos preparar una muestra semejante con los componentes no usados y verificar los resultados

EQUIPOS UTILIZADOS BALANZA ELECTRONICA

ELUTIADOR

JUEGO DE TAMICES

MICROSCOPIO

MATERIALES A UTILIZAR ARENA PARA FUNDICION

SILICE Y BENTONITA PUROS

CALCULOS Y RESULTADOSCURVA DISTRIBUTIVAMALLA NPESO(gr)k

60

1205

181.7610

307.620

404.6630

507.2140

704.6950

1009.170

1403.89100

1701.37140

2000.04200

Fondo0.52

CURVA ACUMULATIVAMALLA NPESO(gr)k

60

1205

181.7610

309.3620

4014.0230

5021.2340

7025.9250

10035.0270

14038.91100

17040.28140

20040.32200

Fondo40.48

CUESTIONARIO1.Indique usted la composicin de la muestra analizada. DETERMINACION DE %HUMEDADMuestra analizada: Muestra obtenida despus de secado:

3.25%ARENA DE FUNDICIONTIEMPO DE SECADOMUESTRA SECA%HUMEDAD

20 gr12 min19.35 gr3.25%

DETERMINACION DE %SILICE Y %BENTONITAMuestra analizada: Muestra seca: Peso de slice: 40.84 gr.

81.68%

15.07%

ARENA DE FUNDICION%HUMEDAD%SILICE%BENTONITA

50gr3.25%81.68%15.07%

Peso en gr% humedad% silice% bentonita

Peso de muestra total20 gr3.25%---------------------------

Peso de muestra seca50 gr

--------------------------------------------

Peso de slice40.84 gr----------------81.68%----------------

Peso de bentonita7.535 gr-----------------------------15.07%

2. En concordancia con los datos obtenidos en el laboratorio con respecto a la humedad indique: si est dentro del rango que se pide para arenas en verde.

El porcentaje de humedad apropiado es: 3 4%Segn los clculos realizados se obtiene 3.25%HLa cohesin de una arena es consecuencia directa de la accin del aglutinante y depende de la naturaleza y contenido de este ltimo y del porcentaje de humedad.3. Segn el contenido de aglutinante clasificar que tipo de arena es la analizada.TABLAS:Tipo de ArenaPorcentaje de Arcilla

GrasaMas de 18%

Semigrasa8 al 18%

Magra5 al 8 %

SiliceaMenos de 5%

El porcentaje de bentonita calculado fue 15.07% y segn la tabla el tipo de arena seria SEMIGRASA (8-18%).4. Cul es el tamao promedio de la muestra analizada. Y si es la correcta para utilizarla como arena de contacto.

REEMPLAZANDO:

TABLA:Tipo de ArenaIF segn AFSTamao de grano

Muy gruesaInferior a 181 a 2mm

GruesaEntre 18 y 350.5 a 1mm

MediaEntre 35 y 600.25 a 0.5 mm

FinaEntre 60 y 1500.10 a 0.25 mm

FinsimaMayor de 150Menores a 0.10mm

El resultado muestra que el tamao de arena es media5. Teniendo en cuanta la distribucin de los granos en la malla indique usted cmo influye en la cohesin de la arena.La cohesin de una arena es consecuencia directa de la accin del aglutinante y depende dela naturaleza y contenido de este ltimo y del porcentaje de humedad. La forma de los granos tambin influye sobre la cohesin. En igualdad de otras condiciones, una arena de granos angulosos presenta una cohesin menor que una arena de granos redondos, porque en estas ltimas las superficies de contacto son mayores.En igualdad de forma, la cohesin queda influida por el tamao de los granos. En general, las cohesiones ms elevadas se obtienen con arenas de granos muy gruesos o muy finos.En el primer caso, la superficie total de los granos es menor que la de los granos finos y, por lo tanto, el revestimiento de arcilla de los granos resultar de ms espesor, confirindole por ello mayor cohesin; en el caso de la arena fina se tendr una capa ligera de arcilla en torno a los granos, pero, en compensacin, sern mucho ms numerosas las superficies de contacto.Por las mismas razones del juego de las superficies de contacto, tambin la distribucin granulomtrica de la arena influye en su resistencia: Una arena muy uniforme presenta una cohesin menor que otra distribuida en un mayor nmero de cedazos.6. Indique usted de acuerdo a los laboratorios realizados si 2 arenas con el mismo ndice de finura pueden tener diferente granulometra (explique su respuesta).Efectivamente dos arenas pueden temer el mismo ndice de finura debido a que la granulometra es la distribucin de los tamaos de las partculas de un agregado tal como se determina por el anlisis de tamices, es por eso que en dicho anlisis, la distribucin en porcentaje en peso de la arena que queda en cada tamiz puede cambiar, no obstante el ndice de finura puede mantenerse inalterable.

7. Cul es la que tiene la distribucin de granos ms favorables para un proyecto que tiene gran volumen?La distribucin ms favorable para un trabajo de gran volumen seria la que se encuentra en la malla numero 18 debido a que es la que retiene un tamao de grano ms grueso lo que permitir mayor permeabilidad para que los gases escapen a la hora de la colada con facilidad.8. Cul es la que tiene la distribucin de granos ms favorables para un proyecto que tiene pequeo volumen?La ms recomendable sera una que tenga un tamao de grano fino debido a que no se necesita mucha permeabilidad ya que no se formaran tantos gases.

9. Cmo se puede variar el ndice de Finura?El ndice de finura se podr variar haciendo un cambio en el nmero de tamices utilizados en el ensayo.10. Al variar el IF , cmo varan las curvas acumulativa y distributiva?El efecto del cambio del ndice de finura es notorio en el diagrama del anlisiss granulomtrico, en este grafico se podr observar que si se disminuye el ndice de finura el tamao de grano ser grueso y la curva distributiva tendera a la izquierda mientras que si se obtiene un ndice de finura alto obtendremos un tamao de grano fino y la curva tendera a la derecha.11. Si deseamos obtener por medio de la solidificacin direccional de una sola dentrita que IF es el apropiado (grano fino o grano grueso)

En un molde las partculas de arena se ligan con arcilla, que se combinan con una cantidad adecuada de agua .La teora de liga de mayor aceptacin es la que conforme se aumente la presin a la arena la arcilla reviste a cada partcula de arena, se deforma y fluye para acuar y fijar las partculas en su lugar. El contenido de arcilla puede variar pero los mejores resultados se pueden obtener cuando la cantidad de arcilla es la suficiente para revestir completamente cada grano de arena (slice).

El agua es el tercer requisito sus cantidades optimas estn entre 2 al 8% dependiendo de la cantidad de arcilla presente. Las arcillas con mayor capacidad para retener las pelculas de agua presente son las de mejor resistencia. El agua en exceso reduce la resistencia en la arena de moldeo pero mejora la fluidez que permite que la arena se compacte mejor alrededor del modelo.

12. Teniendo en cuenta que la formacin de la rugosidad del producto fundido est ligada al ndice de finura y a la forma de granos indicar: a.- Si a mayor o menor IF tendr mejor acabado superficial.El ndice de finura tiene que ver en el acabado del material por ello a mayor tamao de grano no se podr apreciar un buen acabado por ello a menor tamao si se podr apreciar un buen acabado pero de recomienda que los tamaos de grano estn tanto como en mayor y menor tamao debido a que estos pueden llenar los espacios vacos y as proporcionar un mejor acabado b.- La forma del grano (redondo o anguloso) nos da mejor acabado superficial Se recomienda que en la forma de los granos esten de todas las formas para que asi algunos de ellos encagen en luger en que otros no pudiesen 13. La variacin de humedad como altera el IFPodemos concluir que mientras ms fino es un suelo mayor ser lacapacidadabsorbenteporendesermayorsucontenidode humedad esto indica que a mayor ndice de finura se tendr mayor humedad.

CONCLUSIONES En la granulometra de dos arenas diferentes si se presenta el mismo ndice de finura, no determina que los tamaos de granos sean los mismos debido a que una granulometra de distribucin irregular puede tener el mismo ndice de finura que uno de distribucin uniforme. El anlisis granulomtrico determina el grado de permeabilidad de la arena, para la arena analizada muestra una distribucin no uniforme, adems un tamao de grano medio, lo cual dificulta la permeabilidad. La cohesin de una arena es consecuencia directa de la accin del aglutinante y depende de la naturaleza y contenido de este ltimo y del porcentaje de humedad. La forma de los granos tambin influye sobre la cohesin. Una arena muy uniforme presenta una cohesin menor que otra distribuida en un mayor nmero de tamices.

RECOMENDACIONES

Procurar no dejar despus del lavado de la muestra material adherido enel tamiz .Antesdepesarlosvasosylosrecipientesmetlicosdebeestarcompletamente seco y limpios. .Debemosprocurarquealpasarporlostamicescuandoestamoslavando l muestra solo escurrir la suspensin. .Sedebetenerencuenta denomezclarlaspartculasyatamizadas Al utilizar el mtodo de decantacin se recomienda repetir el procedimiento la mayor cantidad de veces posibles con la finalidad de obtener una slice ms pura.

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