El documento describe un procedimiento para determinar los componentes y características de la arena de moldeo utilizada mediante un análisis granulométrico y de morfología de granos según las normas AFS. El procedimiento incluye tamizar la arena en diferentes mallas para medir el porcentaje retenido en cada una, observar la morfología de los granos en un microscopio, y clasificarlos según su forma en redonda, angular, irregular o subangular.

1. 1. OBJETIVO
1) El presente laboratorio tiene como objetivo determinar los componentes y
las características de la arena de moldeo ya utilizada según las normas de
AFS.
2) Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaños del
agregado (fino y grueso)
2. FUNDAMENTO TEÓRICO
El suelo está constituido por infinidad de partículas y la variedad en el tamaño de
estas es ilimitada. Cuando se comenzaron las investigaciones sobre las propiedades
de los suelos se creyó que sus propiedades mecánicas dependían directamente de
esta distribución en tamaños. Sin embargo, hoy sabemos que es muy difícil deducir
con certeza las propiedades mecánicas de los suelos a partir de su distribución
granulométrica.
Análisis Granulométrico:
Por granulometría o análisis granulométrico de un agregado se entenderá
todo procedimiento manual o mecánico por medio del cual se pueda separar las
partículas constitutivas del agregado según tamaños, de tal manera que se puedan
conocer las cantidades en peso de cada tamaño que aporta el peso total. Para separar
por tamaños se utilizan las mallas de diferentes aberturas, las cuales proporcionan el
tamaño máximo de agregado en cada una de ellas. En la práctica los pesos de cada
tamaño se expresan como porcentajes retenidos en cada malla con respecto al total
de la muestra. Estos porcentajes retenidos se calculan tanto parciales como
acumulados, en cada malla, ya que con estos últimos se procede a trazar la gráfica
de valores de material (granulometría).
(Figura 1: Tamices Superpuestos,
http://geotech.uta.edu/lab/Main//sieve/index.h
tm, 25 de noviembre de2017) (Juego deMallas)

2. El análisis granulométrico puede expresarse de dos formas:
1) Analítica. Mediante tablas que muestran el tamaño de la partícula contra el
porcentaje de suelo menor de ese tamaño (porcentaje respecto al peso total).
2) Gráfica. Mediante una curva dibujada en papel semilogarítmico a partir
de puntos cuya abscisa en escala logarítmica es el tamaño del grano y cuya
ordenada en escala natural es el porcentaje del suelo menor que ese tamaño
(porcentaje respecto al peso total). A esta gráfica se le denomina Curva
Granulométrica. Al realizar el análisis granulométrico distinguimos en las
partículas cuatro rangos de tamaños:
1) GRAVA: Constituida por partículas cuyo tamaño es mayor que
4.76 mm.
2) ARENA: Constituida por partículas menores que 4.76 mm y
mayores que 0.074 mm.
3) LIMO: Constituido por partículas menores que 0.074 mm y
mayores que 0.002 mm.
4) ARCILLA: Constituida por partículas menores que 0.002 mm.
En el análisis granulométrico se emplean generalmente dos métodos para determinar el
tamaño de los granos de los suelos:
a. Método Mecánico.
b. Método del Hidrómetro.
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO MECÁNICO POR TAMIZADO:
Es el análisis granulométrico que emplea tamices para la separación en tamaños de
las partículas del suelo. Debido a las limitaciones del método su uso se ha
restringido a partículas mayores que 0.074 mm. Al material menor que ese se le
aplica el método del hidrómetro.
a) Tamiz:
Es el instrumento empleado en la separación del suelo por tamaños, esta
formado por un marco metálico y alambres que se cruzan ortogonalmente
formando aberturas cuadradas. Los tamices del ASTM son designados por
medio de pulgadas y números. Por ejemplo un tamiz 2" es aquel cuya abertura
mide dos pulgadas por lado; un tamiz No. 4 es aquel que tiene cuatro alambres
y cuatro aberturas por pulgada lineal.
Limitaciones del Análisis Mecánico.
1) No provee información de la forma del grano ni de la estructura de las
partículas.
2) Se miden partículas irregulares con mallas de forma regular.

3. 3) Las partículas de menor tamaño tienden a adherirse a las de mayor
tamaño.
4) El número de tamices es limitado mientras las partículas tienen
números de tamaños ilimitados.
5) Tiene algún significado cuando se realiza a muestras representativas de
suelo.
MORFOLOGÍA DE LA ARENA :
La geometría de los granos de arena es un parámetro influyente en las
propiedades que posee la mezcla de moldeo y se clasifica en: esféricos,
angulosos e irregulares.
La forma de los granos permite establecer el probable comportamiento de la
arena.
Según las normas AFS existe cuatro clasificaciones de arenas según
tipo de grano:
(Figura 2: morfología de la arenas, http:// www.slideshare.net/propiedades-de-las-arenas-de-moldeo,
30 de noviembre del 2017)
El grano redondeando es propio de arenas para moldeo en cascara. El grano angular
es un modelo ideal, mientras la forma de grano sub angular ofrece mejor
compactación, homogeneidad en los granos menor permeabilidad, cohesión y
aptitud al moldeo intermedio entre grano angular y redondeado. A pesar de que los
granos redondeados presentan mayor espaciamiento entre sí, los regulares se
comprimen unos con otros con menor fuerza teniendo mayor permeabilidad
(Figura 3: morfología de la arenas, http://
www.slideshare.net/propiedades-de-las-
arenas-de-moldeo, 30 de noviembre del
2017)

4. El examen se realiza al microscopio. De hecho no existe arenas con todos los
granos esferoidales y lo que se debe indicar es que forma es la que
predomina. El redondeamiento es un fenómeno provocado por la acción
abusiva de un grano sobre otro. Los granos muy redondeados son escasos y
no se encuentran por debajo del cedazo No. 70. Se puede indicar que los
granos angulosos sintonizan más fácilmente que los esféricos y los finos más
que los gruesos.
Clasificación de los granos de arena según su morfología
(Figura : clasificación de los granos de arena , http:// www.slideshare.net/propiedades-de-las-arenas-
de-moldeo, 30 de noviembre del 2017)

5. 3. MATERIALES Y EQUIPOS
Balanza: Con sensibilidad de por lo menos 0.1% de la masa de la muestra que va a
ser ensayada.
Tamices: Se dispondrá de la serie de tamices de ensayo adecuada para obtener la
información deseada. Los marcos de los tamices se deberán acoplar de forma que se
evite cualquier pérdida de material durante el proceso de tamizado.
Tamizadora mecánica: Una tamizadora mecánica que imparta un movimiento
vertical, o lateral y vertical a los tamices de tal forma que al producir rebotes y giros
en las partículas del agregado éstas presenten diferentes orientaciones con respecto
a la superficie de los tamices. La acción tamizadora deberá ser tal que el criterio
para dar por terminado el tamizado, se satisfaga en un período de tiempo razonable.
Nota: Se recomienda la utilización de una tamizadora mecánica cuando la cantidad
de muestra por tamizar es de 20 kg o mayor. Un tiempo excesivo (más de 10
minutos) para realizar un tamizado adecuado se puede traducir en degradación de la
muestra.
ARENA

6. BALANZA
balanza
electronica
TAMIZADORA MECÁNICA
•DE NÚMEROS
•10 *60
•16 *65
•20 *100
•28 * -100
JUEGO DE TAMICES
MICROSCOPIO
SECADO
• A partir del material obtenido
de la muestra representativa
de la masa del suelo, se pasa al
secado en donde se reducen
los terrones de la muestraa
tamaños de particulas
elementales.
se pesa la cantidad
necesaria ( 200 gr) del
material reducido
• SE INICIA CON EL TAMIZADO
• Se dispone de los siguientes
numeros de tamices (10,16, 20, 28,
60, 65, 100, -100
• Localizada el número de los tamices
grabados en el marco y apilados en
una columna por orden creciente de
apertura ( el de mayor va en la prte
superior y el de menor apertura de
situa en la parte inferior ).
• Debajo de todos coocamos el tamiz
ciego .
• El total del material reducido se llega
a vertir en la parte superior de la
columna para realizar la
granulometria
4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

7. 5. DATOS EXPERIMENTALES
Nᵒ DE MALLA PESO (gr) %Peso retenido
10 1.7 mm - 0
16 1.0 mm 1.34 134
20 0.850 mm 0.88 88
28 600 Um 4.08 408
60 250 Um 51.78 5178
65 212 Um 30.62 3062
100 150 Um 79.42 7942
-100 -150 Um 31.75 3175
POR ULTIMO
•se realiza la observacion
medianteel microscopio •pesamos el contenido de
cada uno delos 8
recipientes enla balanza
electronica
preparamos una
seriede 8
recipientes,
identificandolos con
los números de los
tamices
•luego se pasa a tamizar el
materialcolandoloen los
agitadores mecánicos,
durante 15 min

8. Morfologíade los granos
Nᵒ DE TAMIZ MORFOLOGÍA
16

9. 20
28
60
65

10. 100
-100
Análisis de la morfologíade las arenas que van a utilizar en el moldeo:
TIPOS DE GRANOS OBSERVADOS EN EL
MICROSCOPIO ESTEREOGRÁFICO

11. Granos Redondos Granos Angulares Granos Irregulares
(Complejas)
Granos Sub Angulares