El Maquinante: Granulometría

martes, 9 de octubre de 2018

Granulometría

GRANULOMETRÍA

INTRODUCCIÓN
Constantemente en la industria los productos deben cumplir con especificaciones estrictas referentes al tamaño y en ocasiones específicas con la forma. Es necesario conocer las herramientas y parámetros que rigen estas especificaciones donde la clave está en emplear materias primas homogéneas.

DEFINICIÓN
La granulometría es la medición de los granos de una formación sedimentaria y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica con fines de análisis tanto de su origen como de sus propiedades mecánicas.

APLICACIÓN
La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los agregados así como los requisitos de agua y cemento, la capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción y durabilidad del concreto.
Desde el punto de vista de la sedimentología, un material heterogéneo se considera mal escogido o seleccionado, mientras que un material homogéneo se considera bien escogido.

Desde el punto de vista de la mecánica de suelos, un material heterogéneo se considera bien gradado si sus propiedades mecánicas ofrecen mayor calidad, y un material homogéneo se considera mal gradado, si sus propiedades mecánicas son deficientes.

DETERMINACIÓN DEL TAMAÑO DE PARTÍCULA Y GRANULOMETRÍA, DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑOS Y DIÁMETROS PROMEDIO

Métodos directos, en los cuales se separan las partículas visualizadas en fracciones por tamaño o por peso referente a una escala.

Métodos indirectos, la medida del tamaño se basa en la medición de una propiedad física.

MEDIDA DEL TAMAÑO DE PARTÍCULA
Como en este caso la medición se refiere a una esfera hipotética que solo representa una aproximación a la forma verdadera de la partícula, la dimensión considerada se conoce como “diámetro equivalente” de la partícula.

TAMAÑO DE PARTÍCULA
Conocer el tamaño de las partículas con las que se trabaja resulta de gran interés ya que dependiendo de las aplicaciones, existen tamaños óptimos.
Cuando se determina el tamaño de un sólido relativamente grande, lo habitual es medir tres dimensiones, pero si este mismo sólido se rompe y sus fragmentos se trituran, las finas partículas resultantes serán irregulares, con distinto número de caras y resulta difícil o poco práctico determinar más de una sola dimensión.

MÉTODO USADO
El método de determinación granulométrico más sencillo es obtener las partículas por una serie de mallas de distintos anchos de entramado, que actúen como filtros de los granos que se llama comúnmente columna de tamices. Pero para una medición más exacta se utiliza un granulómetro láser, cuyo rayo difracta en las partículas para poder determinar su tamaño.

PROCEDIMIENTO
Para su realización, se utiliza una serie de tamices con diferentes diámetros que son ensamblados en una columna.

En la parte superior, donde se encuentra el tamiz de mayor diámetro, se agrega el material original (suelo o sedimento mezclado) .

La columna de tamices se somete a vibración y movimientos rotatorios intensos en una máquina especial. Luego de algunos minutos, se retiran los tamices y se desensamblan.
Para terminar se toma por separado los pesos de material retenido en cada uno de ellos y que, en su suma, debe corresponder al peso total del material que inicialmente se colocó en la columna de tamices (conservación de la masa).

CURVA GRANULOMETRICA

Es una representación gráfica de los resultados obtenidos en un laboratorio cuando se analiza la estructura de una formación sedimentaria desde el punto de vista del tamaño de las partículas que lo forman.

El propósito del análisis granulométrico, es determinar el tamaño de las partículas o granos que constituyen un suelo y fijar en porcentaje de su peso total, la cantidad de granos de distintos tamaños que el suelo contiene.

DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑOS
Además del tamaño de partícula también es importante conocer su distribución, es decir si todas las partículas tienen un tamaño similar son monodispersas pero si por el contrario los tamaños difieren entre sí son polidispersas.

Clasificación de técnicas de medición de distribución de tamaños de partículas.
Según su tamaño se clasifican en:
Muy grueso: Cuando se compone de obtienen partículas mayores a 1000 µm.
Grueso: Cuando poseen tamaños entre 355 – 1000 µm.
Moderadamente fino: Cuando su tamaño oscila entre 180 – 355 µm.
Fino: Cuando el rango de tamaños está entre 125 -180 µm.
Muy fino: Cuando su tamaño está entre 90 -125 µm.

Microscopio electrónico
Los microscopios electrónicos funcionan con un haz de electrones generados por un "cañón electrónico" acelerados por un alto voltaje y focalizados por medio de "lentes magnéticas".

Dispersión Dinámica de Luz (DLS)
El equipo de DLS está formado por un láser monocromático que utiliza una fuente de luz a una longitud de onda determinada. Esta luz, una vez que interacciona con las partículas es disipada en todas las direcciones, recogiéndose únicamente aquella que tiene un ángulo de 90º. Las variaciones en la intensidad de la luz son transformadas a pulsos eléctricos y éstos a los valores de diámetro hidrodinámico.

Sedimentación
Las técnicas de sedimentación pueden ser acumulativas o incrementativas. En el método acumulativo, se determina el promedio al que se asientan las partículas pesando la masa de partículas asentadas a cierta profundidad / tiempo. En el método incrementativo, el cambio en la concentración o densidad del material/tiempo se mide a profundidades determinadas, usando sensores de rayos ópticos o rayos-X.

DIÁMETRO PROMEDIO