Materiales para ing. civil

Universidad Autónoma del Estado de México[pic 1][pic 2]

Facultad de Ingeniería

Materiales para ingeniería civil

Profesora:

Antonio Salinas María Esther

 Práctica de laboratorio 9-10

Equipo No. 1

Integrantes:

Albiter Puebla Mauricio

Becerril Fuentes Luis Fernando

López Mendieta Luis Fernando

Mateo Heriberto

Solorio García Edgar

Velasco Montero Cesar

Yareli Venancio Dámazo

Toluca, México

05/09/2015

PRÁCTICA No. 9 - 10: PRUEBA MARSHALL EN CONCRETO ASFÁLTICO.

PROPÓSITO. Elaborar una mezcla de concreto asfáltico y ensayar de especímenes, de acuerdo al Método Marshall. 

1. INTRODUCCIÓN. 

El método Marshall está limitado al proyecto y control de elaboración de mezclas asfálticas  hechas en planta estacionaria, en caliente, utilizando cemento asfáltico. En esta prueba se determinarán los valores de estabilidad y de flujo en especímenes cilíndricos, compactados axialmente con un sistema determinado y probados a 60 °C. El valor de la estabilidad se determinara midiendo la carga necesaria para producir la falla del espécimen, aplicada en sentido normal a su eje. La deformación vertical producida en el espécimen por dicha carga será el valor de flujo. El valor de estabilidad expresa la resistencia estructural de la mezcla compactada, y está afectada principalmente por el contenido de asfalto, la composición granulométrica y el tipo de agregado,  principalmente, el valor de estabilidad es un índice de la calidad del agregado. El valor de flujo representa la deformación requerida, en el sentido del diámetro del espécimen, para producir su fractura. Este valor es una indicación de la tendencia de la mezcla para alcanzar una condición plástica, y consecuentemente de la resistencia que ofrecerá la carpeta a deformarse bajo la acción de fuerzas.

2. MATERIALES Y EQUIPO:

- Balanza con tolerancia +0,1 g    - Termómetro. – Compactador y pisón  - Estufa  - Molde de 4” de diámetro     - Máquina Marshall.

Procedimiento para elaborar los especímenes.

• Calentar el material pétreo con la granulometría calculada a 175º C y el cemento asfáltico a 140º C

• Mezclar el material pétreo  y  70 g a 85 g de asfalto (7% a 8,5% en peso del agregado), hasta obtener una mezcla uniforme, la temperatura de la mezcla debe ser mayor a  130 °C.

• La mezcla del material se coloca en el molde previamente calentado y se compacta 75 veces en cada cara con un pisón de compactación con superficie circular de apisonado de 98.4 mm de diámetro, equipado con una pesa deslizante de 4.536 kg, cuya altura de caída es de 45.7 cm (máquina).
• El molde que contiene la pastilla se coloca en agua para que se enfrié. Y posteriormente se retira del molde aplicando unos ligeros golpes con el pisón.

DETERMINACIÓN DE LA MASA UNITARIA Y PORCENTAJE DE VACIOS.

3.1. PROCEDIMIENTO

• Se medirá la altura he y se pesara el espécimen  We
• Se cubrirá el espécimen con parafina y se pesara  Wep
• Se determinará la masa del espécimen cubierto con parafina en agua. Wep+w

1. CÁLCULOS:  

Se deberán de considerar los siguientes datos para cálculos:  

[pic 3]

Densidad de la parafina                         Dp  =  0,9                                         Masa Volumétrica Marshall                    

Densidad de los materiales pétreos       Dmp= 2,3

Densidad del cemento asfáltico             Dca = 1,02

Masa de parafina            Wp = Wep – We            

Volumen de parafina      Vp = Wp / Dp

Masa de cemento asfáltico        Wca

Masa del material pétreo            Wmp

Masa total de la mezcla          Wt = Wca + Wmp                                                             EN MASA                                     EN VOLUMEN

% de cemento asfáltico por peso de mezcla  % CA = Wca / Wt                                                                                                             % Va[pic 4]

% de material pétreo por peso de mezcla  %MP = 100 - % CA  ó %MP = Wmp / Wt[pic 5]

                                                                                                                                      % CA                                                      % Vca                                                                                                                                                    

                                                                     %CA γ

% Volumen de cemento asfáltico    Vca =  ---------------[pic 6]

                                                                       Dca

                                                                       %MP γ

% Volumen de materiales pétreos   Vmp =  ---------------                                                     % MP                                                       % Vmp

                                                                       Dmp

% de vacíos =  100 – Vca - Vmp

DETERMINACIÓN DE LA ESTABILIDAD Y FLUJO.

3.2. PROCEDIMIENTO

• Se retirara la parafina de los especímenes.
• Se sumergirá el espécimen en el tanque de saturación con el agua a la temperatura de 60°C  con ± 0.5°C de tolerancia y se mantendrá en esta condición durante 20 a 30 minutos.
• Mientras los especímenes se encuentran en el tanque de saturación se limpiará la superficie del anillo seccionado y se lubricarán los postes guía de tal manera que la sección  superior del anillo deslice libremente; se ajustará a cero el extensómetro del anillo de carga.
• Terminado el período de inmersión se sacará  el espécimen  del tanque y se secara en la superficie. Se colocará el espécimen  entre las 2 secciones de la cabeza de prueba  y se centrará el conjunto en la máquina de compresión.
• Se colocará  el medidor de flujo en el poste guía y se ajustará a cero su carátula.
• Se aplicará la carga al espécimen a una velocidad  constante de 50 mm/min hasta que la falla del espécimen ocurra. La carga máxima aplicada para producir la falla del espécimen a la temperatura de 60°C, se deberá registrar como el valor de estabilidad Marshall. Mientras  la prueba se lleve a efecto se deberá sostener firmemente el medidor de flujo sobre el poste guía y se removerá tan pronto se haya aplicado la carga máxima, anotándose la deformación  sufrida por el espécimen, esta lectura en mm expresa el valor de flujo.
• Se promediarán los valores de estabilidad  y de flujo de los 3 especímenes elaborados con el mismo contenido de asfalto, debiendo desecharse para el cálculo el valor que desentone notablemente.
• La prueba anteriormente descrita  deberá  completarse dentro de un período de 30 segundos, contados a partir del momento en que los especímenes sean sacados del tanque de saturación.

        Nota: Cuando se realicen tres especímenes para cada porcentaje de asfalto y se tengan al menos cuatro diferentes porcentajes, la determinación del porcentaje óptimo de asfalto se hará de acuerdo con el criterio que a continuación se indica:

• Se calculará el promedio del peso volumétrico de los especímenes de prueba elaborados con un mismo porcentaje de asfalto, desechando para el cálculo del promedio los valores que muestren una gran diferencia.
• Se calculará la densidad teórica máxima y % de vacíos para cada contenido de asfalto.
• Se corregirán los valores de la estabilidad de los especímenes que no tengan la altura especificada de 63.5 mm, multiplicando los valores obtenidos por los factores de corrección que se dan en la tabla siguiente:

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