El ensayo de distribución granulométrica del árido fino es un importante elemento de inspección en los ensayos de hormigón para ingeniería hidráulica. Se utiliza para evaluar las características de la distribución del tamaño de partículas y la racionalidad de la gradación de los áridos finos, garantizando así que la trabajabilidad y las propiedades mecánicas del hormigón cumplan con los requisitos de diseño. Este ensayo se realiza de acuerdo con las normas pertinentes de ensayo en ingeniería hidráulica e incluye principalmente el alcance del ensayo, el equipo necesario, los procedimientos de ensayo y el análisis de resultados. Mediante un proceso de ensayo estandarizado, se puede obtener una curva precisa de distribución granulométrica del árido fino, proporcionando una base fiable para el diseño de mezclas y el control de calidad en aplicaciones de ingeniería.

1. Alcance

1. 1Esta prueba se utiliza para determinar la distribución del tamaño de partícula de los agregados finos y para calcular el módulo de finura o el tamaño medio de partícula de arena fina y arena muy fina.

2. Aparatos y equipos

2.1 Balanza

Una balanza con una resolución no mayor de 0,1 g.

2.2 Tamices de ensayo

Tamices de malla cuadrada con aberturas de 10 mm, 5 mm, 2,5 mm, 1,25 mm, 0,63 mm, 0,315 mm y 0,16 mm (serie ISO C), incluyendo una bandeja y una tapa. Alternativamente, también pueden utilizarse tamices de malla cuadrada con aberturas de 9,5 mm a 0,15 mm (serie ISO B). Los tamices de ensayo deberán cumplir los requisitos de SL 126.

2.3 Horno de secado

Un horno de secado capaz de mantener una temperatura de (105 ± 5) °C.

2.4 Equipo auxiliar

Tamizador, bandejas metálicas, cepillos y demás herramientas necesarias.

3. Procedimiento de prueba

3.1 El agregado fino utilizado para el ensayo de distribución granulométrica deberá tener un tamaño máximo de partícula no superior a 10 mm. Se tomará una muestra representativa del agregado fino en su estado natural y se mezclará completamente. A continuación, utilizando el método de cuarteo, la muestra se dividirá en dos porciones de ensayo, cada una de no menos de 550 g. Las muestras se secarán en un horno a (105 ± 5) °C hasta alcanzar una masa constante y, posteriormente, se enfriarán a temperatura ambiente para su análisis. Si se forman grumos después del secado, se desharán manualmente antes del ensayo.

Nota: En esta norma, masa constante se refiere a la condición en la que, durante el secado, la diferencia entre dos pesajes sucesivos tomados con un intervalo de más de 1 hora no excede el 0,1 % del resultado del último pesaje.

3.2 Ordene los tamices según el tamaño de abertura decreciente y numérelos del 1 al 6, donde el tamiz superior de 5 mm es el n.° 1 y el inferior de 0,16 mm es el n.° 6. Apile todos los tamices y la bandeja firmemente juntos. Pese la muestra de agregado fino secada en horno (G₀, con una precisión de 0,1 g). Vierta toda la muestra seca en el tamiz superior n.° 1, cúbrala y monte la pila completa de tamices en un agitador de tamices. Ponga en marcha la máquina durante 10 minutos.

Tras agitar la muestra, retire la pila de tamices y tamice manualmente cada uno en secuencia, desde el de mayor abertura hasta el de menor, sobre una bandeja metálica limpia. Continúe tamizando hasta que la cantidad que pasa por minuto no supere el 0,1 % de la masa total de la muestra. Las partículas que pasan a través de cada tamiz se transfieren al siguiente tamiz inferior y se tamizan junto con el material que ya ha quedado retenido. Repita el procedimiento secuencialmente hasta que se hayan tamizado todos los tamices.

3.3 Cuando la masa retenida de la muestra en cualquier tamiz supere los 200 g, la muestra en dicho tamiz se dividirá en dos porciones para su posterior tamizado. La suma de ambos resultados se considerará como la masa retenida para ese tamaño de tamiz.

3.4 Tras el tamizado, las partículas retenidas en cada tamiz se retirarán cuidadosamente y se cepillarán suavemente con un cepillo suave. A continuación, se pesará y registrará la masa retenida en cada tamiz (ai, con una precisión de 0,1 g).

3.5 Si el agregado fino es arena muy fina, cada porción de prueba puede reducirse a 250 g después del secado en horno. Durante el tamizado, se colocará un tamiz adicional de orificios cuadrados de 0,080 mm debajo del tamiz más pequeño. Se registrará y calculará la masa retenida y el porcentaje de retención parcial en el tamiz de 0,08 mm.

3.6 Cuando no se dispone de un agitador de tamices, se puede realizar un tamizado manual. Para ello, coloque la pila de tamices con la muestra sobre la mesa de ensayo. Sujete firmemente la tapa con la mano derecha y apoye el lateral de la pila de tamices con la mano izquierda. Levante un lado de la pila (inclinándola entre 30° y 35°) de manera que la parte inferior del tamiz toque la superficie de la mesa. Gire la pila de tamices en el sentido de las agujas del reloj durante 3 minutos para realizar un tamizado rotatorio. A continuación, tamice cada tamiz individualmente hasta alcanzar la condición de tamizado requerida.

4. Resultados experimentales

4.1 El porcentaje de residuo en cada tamiz se calculó según la fórmula (1,4-1):

Pi = ai/G₀ × 100 % (1,4-1)

Donde: P: Porcentaje de residuo en el tamiz i, i = 1-6;

ai: Residuo en el tamiz i (g);

G₀: Cantidad total de muestra (g).

4.2 El porcentaje acumulado de residuo en cada tamiz se calcula según la fórmula (1,4-2) (redondeado al 0,1% más cercano):

Ai = P₁ + … + Pi(1,4-2)

Donde Ai es el porcentaje acumulado de residuo en el tamiz i, i = 1 a 6.

4.3 El módulo de finura se calcula según la fórmula (1.4-3):

FM=［(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1］/(1-A1)(1.4-3)

Donde FM es el módulo de finura;

A1~A6 son los porcentajes acumulados de residuo en cada tamiz.

4.4 El módulo de finura se calcula como el promedio de dos mediciones (redondeado a la décima más cercana). Si la suma del residuo en cada tamiz y la masa de polvo en la bandeja difiere de la masa original de la muestra en más del 1% de la masa de la muestra, o si la diferencia en el módulo de finura entre las dos pruebas supera 0,2, se debe repetir la prueba.

4.5 Si es necesario, se puede trazar una curva de tamizado con el tamaño de la abertura de cada tamiz en el eje x y el porcentaje acumulado de residuo en cada tamiz en el eje y.

4.6 Para arena fina (FM: 2,2～1,6) o extrafina (FM: 1,5～0,7), el tamaño medio de partícula se puede calcular según la fórmula (1,4-4) (redondeada a intervalos de 0,01 mm) a partir de los resultados del tamizado.

dm = 0,5 × [(a2 + a3 + a4 + a5 + a6) / (0,0024a2 + 0,02a3 + 0,17a4 + 1,3a5 + 11a6)]¹/³(1,4-4)

Donde dm es el tamaño medio de partícula del agregado fino (mm); a₂～a₆ es el residuo de los tamices 2 a 6 (g).