Este documento presenta los resultados de pruebas realizadas para determinar las propiedades de una arena recirculante, incluyendo un análisis granulométrico, una prueba Shatter para medir su tenacidad, y una prueba de arcilla activa para determinar su contenido de arcilla. Los resultados muestran que la arena tiene un buen tamaño de partícula, un alto índice Shatter que indica buena tenacidad, y un bajo contenido de arcilla, lo que la hace adecuada para su uso en la fundición.

1. Instituto Politécnico Nacional
ESIQIE
Reporte 2
“Determinación del contenido de arcilla total en una arena recirculante”
Alumna: Ochoa Cruz Alma Angélica
Grupo: MM62
Profesor: Timoteo Pastrana Aponte

2. Introducción
Análisis granulométrico de una arena
Los agregados finos comúnmente consisten en arena natural o piedra triturada siendo la mayoría de sus partículas menores que 5 mm. Los agregados finos deben cumplir ciertas reglas para darles un uso ingenieril óptimo: deben consistir en partículas durables, limpias, duras, resistentes y libres de productos químicos absorbidos, recubrimientos de arcilla y de otros materiales finos que pudieran afectar la hidratación y la adherencia de la pasta de cemento.
Las partículas 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 granulometría del agregado fino, pero las especificaciones de otras organizaciones son a veces más limitantes. La granulometría más conveniente para el agregado fino, depende del tipo de trabajo, de la riqueza de la mezcla, y del tamaño máximo del agregado grueso. En mezclas más pobres, o cuando se emplean agregados gruesos de tamaño pequeño, la granulometría que más se aproxime al porcentaje máximo que pasa por cada criba resulta lo más conveniente para lograr una buena trabajabilidad.

3. Prueba Shatter
El logro y mantenimiento de buenas características en la arena de moldeo en verde en las fundiciones de metales férreos es un objetivo para alcanzar tanto una buena producción como una mejor calidad de las piezas.
Mediante el Índice Shatter se mide la tenacidad (toughness) de la arena, esta propiedad es la que resiste esfuerzos sin fracturar o rasgarse, sea por fricción o movimiento (transporte de cajas).
El ensayo del Índice Shatter está en función de la tenacidad (toughness) o resistencia a la deformación de la arena. La prueba se realiza dejando caer una probeta normalizada desde una altura de 1,8 m. sobre un yunque. La probeta se desmenuza según su cohesión. El peso de la arena recogida bajo el tamiz de malla de 12,7 mm. Se relaciona con el peso original de la probeta y se expresa en tanto por ciento. Cuando la arena es tenaz, y en consecuencia, su cohesión es elevada más alto resulta el Índice Shatter.
Arcilla activa en arena recirculante
Se basa en una muestra inicial de 50g de arena totalmente seca, se adiciona 475 cm3 de agua destilada y 25 cm3 de NaOH con una concentración de 30g/L se agita durante 5 minutos y se deja reposar 10. Se elimina el agua por medio del sifón .
En el tercer lavado se adiciona 475 cm3 de agua destilada agitando durante 5 min y reposo de 10 y se decanta para eliminar el agua, y por medio de formula se calcula el porciento total de arcilla.

4. Procedimiento
Análisis granulométrico de una arena
Número equivalente de la serie B.S. especificación
Granos retenidos
Por ciento %
Factor multiplicador
Producto 2 0 0 3 0
12
0
0
5
0 20 0 0 10 0
30
.265
.52
20
10.4 40 .778 .35 30 10.5
50
.977
1.94
40
77.5 70 24.020 47.71 50 2385.5
100
14.215
28.24
70
1976.8 140 10.315 20.49 100 2049
200
0
0
140
0 270 .142 0.28 200 58
Charola
.223
0.44
300
132 Total 50.337 99.97 6697.8
Grafica
6
12
20
30
40
50
70
100
140
200
270
0
0
0
0.52
0.35
1.94
47.71
28.24
20.49
0
0.28
numero de tamices
por ciento retenido en los tamices

5. Prueba Shatter
Peso probeta: 153 gramos
Prueba
P (gramos)
Índice Shatter 1 12 92.15
2
17
88.88 3 16 89.54
4
16
89.54 5 18 88.23
Formula
Índice shatter= Peso probeta – P x100= . Peso probeta
Prueba de arcilla con azul de metileno
2 gotas
2 gotas
2 gotas
2 gotas
4 gotas 1.7 ml 1.5 ml 1.3 ml 1.2 ml
Conclusión
La experimentación aplicada en esta práctica junto como el análisis de la arena de fundición, el cual se realiza con los aparatos y metodologías antes descritas, permite a las industrias de la fundición el perfeccionamiento de sus formulaciones en sistemas de arena y la optimización de los recursos para abaratar costos.
Un constante monitoreo de las propiedades requeridas para cierta formulación de un sistema de arena permitirá determinar las condiciones actuales de esta. Así, los operarios sabrán cuando debe ser reemplazado o agregado cierto componente durante el proceso de fundición para la realización de los moldes.