http://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados2.shtmlLOS AGREGADOS EN LA CONSTRUCCIÓN

2.1. INTRODUCCIÓN:

Antiguamente se decía que los agregados eran elementos inertes dentro del concreto ya que no intervenían directamente dentro de las reacciones químicas, la tecnología moderna se establece que siendo este material el que mayor % de participación tendrá dentro de la unidad cúbica de concreto sus propiedades y características diversas influyen en todas las propiedades del concreto.

La influencia de este material en las propiedades del concreto tiene efectos importante no sólo en el acabado y calidad final del concreto sino también sobre la trabajabilidad y consistencia al estado plástico, así como sobre la durabilidad, resistencia, propiedades elásticas y térmicas, cambios volumétricos y peso unitario del concreto endurecido.

La norma de concreto E-060, recomienda que a pesar que en ciertas circunstancias agregados que no cumplen con los requisitos estipulados han demostrado un buen comportamiento en experiencias de obras ejecutadas, sin embargo debe tenerse en cuenta que un comportamiento satisfactorio en el pasado no garantiza buenos resultados bajo otras condiciones y en diferentes localizaciones, en la medida de lo posible deberán usarse agregados que cumplan con las especificaciones del proyecto.

2.2. CONCEPTOS:

Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados:

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011.

Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto.

Los agregados son materiales inorgánicos naturales o artificiales que están embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros).

Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.

Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya que representan el 80-90% del peso total de concreto, por lo que son responsables de gran parte de las características del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.

La pasta cementicia (mezcla de cemento y agua) es el material activo dentro de la masa de concreto y como tal es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumétricas y durabilidad del concreto. Es la matriz que une los elementos del esqueleto granular entre sí.

Cada elemento tiene su rol dentro de la masa de concreto y su proporción en la mezcla es clave para lograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia, durabilidad y economía.

NORMATIVIDAD TECNICA. DEFINICION de AGREGADOS, SEGÚN LAS NORMAS TECNICAS.

ASTM C-33, define: “Materiales GRANULADOS tales como: Arena, grava, piedra triturada o escorias de altos hornos Siderúrgicos, usados como un medio CEMENTANTE para formar concretos o morteros de cemento hidráulico

NTP 400-037, define: “Un conjunto de partículas de origen NATURAL o ARTIFICIAL, que pueden ser tratadas o elaboradas y cuyas dimensiones están comprendidas entre los Límites fijados en la Norma”

ENSAYOS de los AGREGADOS. . Los ensayos que miden las propiedades físico-químicas son:

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a) Obligatorios:

Granulometría Límites de sustancias dañinas: Partículas deleznables. Material pasante Malla 200. Carbón y lignito.

b) Complementarios: Durabilidad. Abrasión (Agregado Grueso)

c) Opcionales: Índice de Espesor (Agregado Grueso) Reactividad Potencial Alcalina Cemento - Agregado

ANALISIS QUIMICOS: Ensayos de sales solubles totales. Cloruros. Sulfatos.

PROPIEDADES DEL AGREGADO. La Norma Técnica Peruana 400.037 indica las propiedades del agregado Las principales propiedades que se requieren evaluar en los agregados para la fabricación de concreto son:

Forma del grano.- La forma esférica o angulosa del agregado en general es de importancia por su impacto:

• En la compacidad, porque los granos más redondeados facilitan su acomodo y por tanto, la posibilidad de espacios vacíos entre las partículas donde debería ir más pasta y al tener menor superficie específica, reduce también el contenido de cemento.

• En la resistencia, porque los granos angulosos suelen tener mayor trabazón entre sí al momento de resistir las cargas de compresión.

• La economía, porque un agregado anguloso se logra procesándolo en una chancadora, lo cual representa un costo adicional en el caso de usarlo naturalmente.

Granulometría. Es la distribución del tamaño de las partículas o granos que conforman el material.

Módulo de fineza. Es un valor que permite medir el grado de fineza de las arenas.

Tamaño máximo. Es un valor que se determina a partir de la curva granulométrica.Presencia de polvo, terrones.- Generalmente los terrones son grumos de arcilla, que en estado seco pueden formar fracciones duras pero al momento de su combinación con el cemento, pueden alterar su desempeño, especialmente el fraguado y la plasticidad. En la fabricación de morteros se debe cuidar que el contenido de arcilla sea menor al 3%.

Presencia de partículas blandas. Se miden con el fin de minimizar su impacto en la mezcla final del concreto.

Presencia de materia orgánica.- La materia orgánica resulta en un agente que agrega espacios vacíos y puede disminuir la calidad del concreto. Debe también ser mínima.

Determinación de sales.- Las sales presentes en la superficie del agregado pueden acelerar la fragua por elevación del porcentaje de cloruro de calcio. La presencia de sales en el agregado aumenta el riesgo de corrosión de los elementos metálicos embebidos.

Abrasión.- Se efectúa sobre el agregado grueso (grava) y es de importancia cuando el concreto estará sometido a acción de desgaste. Adquiere mayor relevancia cuando el concreto tiene aplicaciones en pavimentos.

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Peso específico. Es el cociente de dividir el peso de las partículas entre el volumen de las mismas sin considerar los vacíos entre ellas. El valor para agregados normales oscila entre 2,500 y 2,750 kg/m3.

Peso Unitario. Es el cociente de dividir el peso de las partículas entre el volumen total incluyendo los vacíos. El valor del peso unitario para agregados normales oscila entre 1,500 y 1,700 kg/m3.

Absorción.- Es la capacidad de los agregados de llenar con agua los vacíos al interior de las partículas. El fenómeno se produce por capilaridad, no llegándose a llenar absolutamente los poros indicados pues siempre queda aire atrapado.

Tiene importancia pues se refleja en el concreto reduciendo el agua de mezcla, con influencia en las propiedades resistentes y en la trabajabilidad, por lo que es necesario tenerla siempre en cuenta para hacer las correcciones necesarias. Se expresa generalmente en porcentaje

Contenido de Humedad (w). El contenido de agua dentro de un agregado, expresado en porcentaje. Es importante para descontar de la cantidad de agua que le quitará a la mezcla.

Resistencia. Capacidad de asimilar la aplicación de fuerzas de compresión, tracción, flexión. Normalmente se mide por la resistencia a la compresión.Agregados normales con Pe. 2.5 a 2.7 tienen resistencia al a compresión de 7502 a 1200 Kg/cm2.

Dureza.- Es la resistencia al desgaste por la acción de unas partículas sobre otras o por agentes externos.

Naturaleza química.- Aunque para propósitos prácticos, el agregado se considera químicamente inocuo (que no reacciona químicamente con los ligantes), esto no siempre es cierto. Algunos agregados pueden reaccionar con los constituyentes del cemento, especialmente los álcalis, generando expansión dentro de la mezcla y durante la fragua. Otros agregados ricos en sílice son más resistentes al ataque en medios ligeramente ácidos.Los agregados calcáreos que se suponen más resistentes también pueden ser atacados por los ácidos.

2.3. CLASIFICACIÓN: Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son:

2.3.1. POR SU NATURALEZA:

Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente, además los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino y hormigón (agregado global).

a. El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas.

b. El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

c. El hormigón, es el material conformado por una mezcla de arena y grava este material mezclado en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera.

2.3.2. POR SU DENSIDAD:

Se pueden clasificar en agregados de peso especifico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos específicos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos pesos específicos son mayores a 2.75.

2.3.3. POR EL ORIGEN, FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL:

Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geométrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En términos descriptivos la forma de los agregados pueden ser:

• Angular: Poca evidencia de desgaste en caras y bordes.

• Sub angular: Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes.

• Sub redondeada: Considerable desgaste en caras y bordes.

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• Redondeada: Bordes casi eliminados.

• Muy Redondeada: Sin caras ni bordes

2.3.4. POR EL TAMAÑO DEL AGREGADO: Según su tamaño, los agregados para concreto son clasificados en:

• Agregados finos (arenas) y

• Agregados gruesos (piedras).

2.3.4.1. Áridos y Arenas:

El tamiz que separa un agregado grueso de uno fino es el de 4,75 mm. Es decir, todo agregado menor a 4,75 mm es un agregado fino (arena).

La arena o árido fino es el material que resulta de la desintegración natural de las rocas o se obtiene de la trituración de las mismas, y cuyo tamaño es inferior a los 5mm.

Para su uso se clasifican las arenas por su tamaño. A tal fin se les hace pasar por unos tamices que van reteniendo los granos más gruesos y dejan pasar los más finos.

-Arena fina: es la que sus granos pasan por un tamiz de mallas de 1mm de diámetro y son retenidos por otro de 0.25mm.

- Arena media: es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 2.5mm de diámetro y son retenidos por otro de 1mm.

- Arena gruesa: es la que sus granos pasan por un tamiz de 5mm de diámetro y son retenidos por otro de 2.5mm.

Las arenas de granos gruesos dan, por lo general, morteros más resistentes que las finas, si bien tienen el inconveniente de necesitar mucha pasta de conglomerante para rellenar sus huecos y será adherente. En contra partida, el mortero sea plástico, resultando éste muy poroso y poco adherente.

El hormigón es un material formado por cemento, áridos de diferentes granulometrías, agua y aditivos que, mezclado en diferentes proporciones, permite obtener el hormigón que es distribuido en camiones hormigoneras.

Es un material vivo, no almacenable, ya que su tiempo de uso se limita a 90 minutos; a partir de los cuales el hormigón pierde sus propiedades.

Las características especiales de este material obligan a fabricar bajo pedido, adecuando la producción a la situación geográfica, al horario y ritmo de cada obra, debiendo optimizar los recursos para ofrecer no sólo un producto de calidad sino un buen servicio al cliente.

Cualquiera sea el tipo de material utilizado, sus partículas deben ser duras y resistentes, ya que el concreto, como cualquier otro material se romperá por su elemento más débil. Si el agregado es de mala calidad sus partículas se romperán antes que la pasta cementicia, o el mortero.

Agregado Fino:

Un agregado fino con partículas de forma redondeada y textura suave ha demostrado que requiere menos agua de mezclado, y por lo tanto es preferible en los HAD.

Se acepta habitualmente, que el agregado fino causa un efecto mayor en las proporciones de la mezcla que el agregado grueso.- Los primeros tienen una mayor superficie específica y como la pasta tiene que recubrir todas las superficies de los agregados, el requerimiento de pasta en la mezcla se verá afectado por la proporción en que se incluyan éstos.

Una óptima granulometría del árido fino es determinante por su requerimiento de agua en los HAD, más que por el acomodamiento físico.

La experiencia indica que las arenas con un módulo de finura ( MF ) inferior a 2.5 dan hormigones con consistencia pegajosa, haciéndolo difícil de compactar. Arenas con un módulo de finura de 3.0 han dado los mejores resultados en cuanto a trabajabilidad y resistencia a la compresión.

Agregado Grueso:

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Numerosos estudios han demostrado que para una resistencia a la compresión alta con un elevado contenido de cemento y baja relación agua-cemento el tamaño máximo de agregado debe mantenerse en el mínimo posible (12,7 a 9,5 ).

En principio el incremento en la resistencia a medida que disminuye el tamaño máximo del agregado se debe a una reducción en los esfuerzos de adherencia debido al aumento de la superficie específica de las partículas.

Se ha encontrado que la adherencia a una partícula de 76 mm. es apenas un 10% de la correspondiente a una de 12,5 mm., y que excepto para agregados extremadamente buenos o malos, la adherencia es aproximadamente entre el 50 a 60% de la resistencia de la pasta a los 7 días.

Las fuerzas de vínculo dependen de la forma y textura superficial del agregado grueso, de la reacción química entre los componentes de la pasta de cemento y los agregados.

Otro aspecto que tiene que ver con el tamaño máximo del agregado es el hecho de que existe una mayor probabilidad de encontrar fisuras o fallas en una partícula de mayor tamaño provocadas por los procesos de explotación de las canteras (dinamitado) y debido a la reducción de tamaño (trituración), lo cual lo convertirá en un material indeseable para su utilización en concreto.

También se considera que la alta resistencia producida por agregados de menor tamaño se debe a una baja en la concentración de esfuerzos alrededor de las partículas, la cual es causada por la diferencia de los módulos elásticos de la pasta y el agregado

Se ha demostrado que la grava triturada produce resistencias mayores que la redondeada.- Esto se debe a la trabazón mecánica que se desarrolla en las partículas angulosas.

Sin embargo se debe evitar una angulosidad excesiva debido al aumento en el requerimiento de agua y disminución de la trabajabilidad a que esto conlleva.

El agregado ideal debe ser limpio, cúbico, anguloso, triturado 100%, con un mínimo de partículas planas y elongadas.

GRANULOMETRIA. Distribución de los tamaños de las partículas que constituyen una masa de agregados. La granulometría se determina mediante un análisis granulométrico, mecánico, el cual consiste en hacer pasar una masa de agregados y vibrar el material a través de una serie de tamices (mallas o cribas) que tienen aberturas cuadradas y cuyas características deben ajustarse a la norma.Existe una serie de tamices estándar ASTM. Por ejemplo el nombre de la malla Nº 4, esta en función del Nº de aberturas por pulgada cuadrada y así con los demás números.

La operación del tamizado debe hacerse de acuerdo a la norma NTPEn el análisis granulométrico aparece la siguiente información: Pesos retenidos en cada tamiz, porcentaje retenido en cada tamiz, porcentaje retenido acumulado y porcentaje acumulado que pasa cada tamiz.

Dentro de la granulometría, un FACTOR importante es el tamaño máximo (TM) del agregado y su forma. Este factor influye en la cantidad de agua, que requiere la mezcla para satisfacer las condiciones de trabajabilidad, cuanto mayor sea el tamaño del agregado y más redondeado, menor será el requerimiento del agua. Así:

TM el menor tamiz por el que pasa todo el agregado tamizado (en términos generales)TMN el menor tamiz que produce el primer retenido (se define operativamente).

El tamaño se aplica solo a la piedra y no a la arena. CURVAS GRANULOMÉTRICAS: Los análisis de granulometría se representan gráficamente mediante la curva de granulometría o línea de cribado. Dicha curva dibuja el porcentaje acumulado que pasa a través de los tamices en escala aritmética contra las aberturas de los tamices, a veces en escala aritmética o logarítmica.

Por el tamaño de los granos, los áridos se denominan: Finos, Arenas, GravasLa granulometría de los agregados influye sobre:

• Trabajabilidad de la mezcla fresca.• Resistencia mecánica.

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• Resistencia a los agentes climáticos.• Resistencia química.• Economía.

De allí la importancia de lograr granulometrías compactas. En general podemos decir que para cada tipo de obra, existe una granulometría característica u óptima.

FORMAS DE EXPRESION

Normalmente la granulometría seleccionada del AGREGADO FINO debe ser preferentemente continua, expresados en términos de porcentajes retenidos en los Tamices ASTM Nº 4, Nº 8, Nº 16, Nº 30, Nº 50, Nº 100 y Nº 200, de la serie Tyler. En general, es recomendable que la granulometría se encuentre dentro de los siguientes límites: NTP 400.037

TABLA II

Y el agregado grueso en términos de los % retenidos en los Tamices ASTM ¼”; 3/8”; ½”; ¾”; 1”, 1 ½” y mayores.

MODULO DE FINEZA .(MF). Representa un tamaño promedio ponderado de la muestra de arena, pero NO representa la distribución de las partículas.Es un factor empírico que permite estimar que tan fino o grueso es un material.

Se define como la suma de los porcentajes retenidos acumulados en las mallas de 3”; 1 ½”:; ¾”; 3/8”; Nº 4; Nº 8, Nº 16, Nº 30, Nº 50, y Nº 100, dividida entre 100. Se utiliza como un índice de control de uniformidad de materiales.Ej.: Se desea conocer el MF del agregado fino, cuyos % retenidos y acumulados se dan a continuación:

Malla % Retenido % Acumulado1½” 0 01” 5 5¾” 35 405/8” 22 62½” 23 853/8” 8 93¼” 7 100

385

Módulo de Fineza: = 385 / 100 = 3.85

Materiales de Construcción según Normas.

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MALLAPORCENTAJEQUE PASA

3/8” 100Nº 4 95 - 100Nº 8 80 - 100Nº 16 50 - 85Nº 30 25 - 60Nº 50 10 - 30Nº 100 2 - 10

• Normas TECNICAS PERUANAS ( NTP): Se mencionan algunas:

400.002-68 Materiales de construcción. Terminología y definiciones.400.10 Agregados, extracción y preparación de muestras.400.11 Agregados, definición y clasificación.400.12 Agregados, análisis granulométrico.400.13 Agregados, método de ensayo para determinar cuantitativamente las impurezas orgánicas del

agregado fino.400.14 Agregados, determinación de cloruros y sulfatos.400.15 Agregados, determinación de terrones de arcilla y partículas friables.400.017 Agregados, método de ensayo para determinar el peso unitario del agregado.400.018 Agregados, material que pasa por el tamiz Nº 200.400.019 Agregados, determinación de la resistencia al desgaste en agregados gruesos de tamaño

pequeño por medio de la máquina de los Ángeles.400.21 Agregados, determinación de peso específico y la absorción del agregado grueso.400.22 Agregados, determinación del peso específico y la absorción del agregado fino.400.037 Agregados, agregado fino, agregado grueso, arena, grava, piedra triturada. Definiciones.

• NORMAS ASTM.

C 29 Método estándar de prueba para determinar el peso unitario y vacíos en el agregado.C 128 Método estándar de prueba para determinar el peso específico y la absorción de agregado fino.C 136 Método estándar de prueba para el análisis granulométrico de agregados gruesos y finos.

2.4. FUNCIONES EN EL CONCRETO:

El agregado dentro del concreto cumple principalmente las siguientes funciones:

a. Como esqueleto o relleno adecuado para la pasta (cemento y agua), reduciendo el

contenido de pasta en el metro cúbico.

b. Proporciona una masa de partículas capaz de resistir las acciones mecánicas de desgaste o de intemperismo, que puedan actuar sobre el concreto.

c. Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento, de humedecimiento y secado o de calentamiento de la pasta.

Los agregados finos son comúnmente identificados por un número denominado Módulo de finura, que en general es más pequeño a medida que el agregado es más fino. La función de los agregados en el concreto es la de crear un esqueleto rígido y estable lo que se logra uniéndolos con cemento y agua (pasta). Cuando el concreto está fresco, la pasta también lubrica las partículas de agregado otorgándole cohesión y trabajabilidad a la mezcla.

Para cumplir satisfactoriamente con estas funciones la pasta debe cubrir totalmente la superficie de los agregados Si se fractura una piedra, como se observa en la figura, se reducirá su tamaño y aparecerán nuevas superficies sin haberse modificado el peso total de piedra.

Por la misma razón, los agregados de menor tamaño tienen una mayor superficie para lubricar y demandarán mayor cantidad de pasta. En consecuencia, para elaborar concreto es recomendable utilizar el mayor tamaño de agregado compatible con las características de la estructura.

La textura del material, dice que tan lisa o rugosa es la superficie del material es una característica ligada ala absorción pues agregados muy rugosos tienen mayor absorción que los lisos además que producen concretos menos plásticos.

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Los agregados finos y gruesos ocupan comúnmente de 60% a 75% del volumen del concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente en las propiedades del concreto recién mezclado y endurecido, en las proporciones de la mezcla, y en la economía. Los agregados finos comúnmente consisten en arena natural o piedra triturada siendo la mayoría de sus partículas menores que 5mm. Los agregados gruesos consisten en una grava o una combinación de grava o agregado triturado cuyas partículas sean predominantemente mayores que 5mm y generalmente entre 9.5 mm y 38mm. Algunos depósitos naturales de agregado, a veces llamados gravas de mina, río, lago o lecho marino. El agregado triturado se produce triturando roca de cantera, piedra bola, guijarros, o grava de gran tamaño. La escoria de alto horno enfriada al aire y triturada también se utiliza como agregado grueso o fino.

El esqueleto granular está formado por los agregados que son elementos inertes, generalmente más resistentes que la pasta cementicia y además económicos. Por lo tanto conviene colocar la mayor cantidad posible de agregados para lograr un concreto resistente, que no presente grandes variaciones dimensionales y sea económico.

Pero hay un límite en el contenido de agregados gruesos dado por la trabajabilidad del concreto. Si la cantidad de agregados gruesos es excesiva la mezcla se volverá difícil de trabajar y habrá una tendencia de los agregados gruesos a separarse del mortero (segregación). Llegado este caso se suele decir que el concreto es "áspero", "pedregoso" y "poco dócil".

En el concreto fresco, es decir recién elaborado y hasta que comience su fraguado, la pasta cementicia tiene la función de lubricar las partículas del agregado, permitiendo la movilidad de la mezcla. En este aspecto también colabora el agregado fino (arena).

La arena debe estar presente en una cantidad mínima que permita una buena trabajabilidad y brinde cohesión a la mezcla. Pero no debe estar en exceso porque perjudicará las resistencias.

Se debe optimizar la proporción de cada material de forma tal que se logren las propiedades deseadas al mismo costo.

El concreto reciclado, o concreto de desperdicio triturado, es una fuente factible de agregados y una realidad económica donde escaseen agregados de calidad.

Los agregados de calidad deben cumplir ciertas reglas para darles un uso ingenieril optimo: deben consistir en partículas durables, limpias, duras, resistentes y libres de productos químicos absorbidos, recubrimientos de arcilla y otros materiales finos que pudieran afectar la hidratación y la adherencia la pasta del cemento. Las partículas de agregado que sean desmenuzables o susceptibles de resquebrajarse son indeseables. Los agregados que contengan cantidades apreciables de esquistos o de otras rocas esquistosas, de materiales suaves y porosos, y ciertos tipos de horsteno deberán evitarse en especial, puesto que tiene baja resistencia al intemperismo y pueden ser causa de defectos en la superficie tales como erupciones.

2.5. PROPIEDADES:

GRANULOMETRIA:

La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por análisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamaño de partícula del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas. Los siete tamices estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm.

Los números de tamaño (tamaños de granulometría), para el agregado grueso se aplican a las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que pasan a través de un arreglo de mallas. Para la construcción de vías terrestres, la norma ASTM D 448 enlista los trece números de tamaño de la ASTM C 33, más otros seis números de tamaño para agregado grueso. La arena o agregado fino solamente tiene un rango de tamaños de partícula.

La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los agregados así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción.

GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS FINOS:

Depende del tipo de trabajo, de la riqueza de la mezcla, y el tamaño máximo del agregado grueso. En mezclas mas 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 mas conveniente para lograr una buena trabajabilidad. En general, si la relación agua – cemento se mantiene constante y la relación de agregado fino a grueso se elige

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correctamente, se puede hacer uso de un amplio rango de granulometria sin tener un efecto apreciable en la resistencia.

Entre mas uniforme sea la granulometría, mayor será la economía.

Estas especificaciones permiten que los porcentajes mínimos (en peso) del material que pasa las mallas de 0.30mm (No. 50) y de 15mm (No. 100) sean reducidos a 15% y 0%, respectivamente, siempre y cuando:

1): El agregado que se emplee en un concreto que contenga más de 296 Kg de cemento por metro cubico cuando el concreto no tenga inclusión de aire.

2): Que el modulo de finura no sea inferior a 2.3 ni superior a 3.1, el agregado fino se deberá rechazar a menos de que se hagan los ajustes adecuados en las proporciones el agregado fino y grueso.

Las cantidades de agregado fino que pasan las mallas de 0.30 mm (No. 50) y de 1.15 mm (No. 100), afectan la trabajabilidad, la textura superficial, y el sangrado del concreto.

El modulo de finura (FM) del agregado grueso o del agregado fino se obtiene, conforme a la norma ASTM C 125, sumando los porcentajes acumulados en peso de los agregados retenidos en una serie especificada de mallas y dividiendo la suma entre 100.

El modulo de finura es un índice de la finura del agregado entre mayor sea el modo de finura, más grueso será el agregado.

El modulo de finura del agregado fino es útil para estimar las proporciones de los de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto.

GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS GRUESOS:

El tamaño máximo del agregado grueso que se utiliza en el concreto tiene su fundamento en la economía. Comúnmente se necesita mas agua y cemento para agregados de tamaño pequeño que para tamaños mayores, para revenimiento de aproximadamente 7.5 cm para un amplio rango de tamaños de agregado grueso.

El numero de tamaño de la granulometría (o tamaño de la granulometría). El numero de tamaño se aplica a la cantidad colectiva de agregado que pasa a través de un arreglo mallas.

El tamaño máximo nominal de un agregado, es el menor tamaño de la malla por el cual debe pasar la mayor parte del agregado. La malla de tamaño máximo nominal, puede retener de 5% a 15% del del agregado dependiendo del numero de tamaño. Por ejemplo, el agregado de numero de tamaño 67 tiene un tamaño máximo de 25 mm y un tamaño máximo nominal de 19 mm. De noventa a cien por ciento de este agregado debe pasar la malla de 19 mm y todas sus partículas deberán pasar la malla 25 mm.

Por lo común el tamaño máximo de las partículas de agregado no debe pasar:

1): Un quinto de la dimensión mas pequeña del miembro de concreto.

2): Tres cuartos del espaciamiento libre entre barras de refuerzo.

3): Un tercio del peralte de las losas.

Agregado Con Granulometria Discontinua

Consisten en solo un tamaño de agregado grueso siendo todas las partículas de agregado fino capaces de pasar a través de los vacíos en el agregado grueso compactado. Las mezclas con granulometria discontinua se utilizan para obtener texturas uniformes en concretos con agregados expuestos. También se emplean en concretos estructurales normales, debido a las posibles mejoras en densidad, permeabilidad, contracción, fluencia, resistencia, consolidación, y para permitir el uso de granulometria de agregados locales.

Para un agregado de 19.0 mm de tamaño máximo, se pueden omitir las partículas de 4.75 mm a 9.52 mm sin hacer al concreto excesivamente aspero o propenso a segregarse. En el caso del agregado de 38.1 mm, normalmente se omiten los tamaños de 4.75 mm a 19.0 mm.

Una elección incorrecta, puede resultar en un concreto susceptible de producir segregación o alveolado debido a un exceso de agregado grueso o en un concreto de baja densidad y alta demanda de agua provocada por un exceso de agregado fino. Normalmente el agregado fino ocupa del 25% al 35% del volumen del agregado total. Para un acabado terso al retirar la cimbra, se puede usar un porcentaje de agregado fino respecto del agregado total ligeramente mayor que para un acabado con agregado expuesto, pero ambos utilizan un menor contenido de agregado fino que las mezclas con granulometría continua. El contenido de agregado fino depende del contenido del cemento, del tipo de agregado, y de la trabajabilidad.

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Para mantener la trabajabilidad normalmente se requiere de inclusión de aire puesto que las mezclas con granulometría discontinua con revenimiento bajo hacen uso de un bajo porcentaje de agregado fino y a falta de aire incluido producen mezclas ásperas.

Se debe evitar la segregación de las mezclas con granulometría discontinua, restringiendo el revenimiento al valor mínimo acorde a una buena consolidación. Este puede variar de cero a 7.5 cm dependiendo del espesor de la sección, de la cantidad de refuerzo, y de la altura de colado.

Si se requiere una mezcla áspera, los agregados con granulometría discontinua podrían producir mayores resistencias que los agregados normales empleados con contenidos de cemento similares.

Sin embargo, cuando han sido proporcionados adecuadamente, estos concretos se consolidan fácilmente por vibración.Áridos de granulometría continua – mínimos vacíos

Para esto las granulometrías deben ser "continuas", es decir que no debe faltar ningún tamaño intermedio de partícula.

La pasta cementicia debe recubrir todas las partículas de agregado para "lubricarlas" cuando el concreto está fresco y para unirlas cuando el concreto está endurecido.

Por lo tanto, cuanto mayor sea la superficie de los agregados mayor será la cantidad de pasta necesaria (Fig.1.3.4).

Partícula

de agregado

al dividirla en dos,

aparecen nuevas

superficies a cubrir

con pasta

al dividir nuevamente

en mitades aumentan

las superficies

a recubrir

FIG 1.3.4

Se ve que el tamaño máximo debe ser el mayor posible, esto es el máximo compatible con la estructura. Por ejemplo: para un tabique será de 19mm, para un pavimento 50 mm, para el concreto en masa de una presa 120mm.

Módulo de Fineza

Criterio Establecido en 1925 por Duff Abrams a partir de las granulometrías del material se puede intuir una fineza promedio del material utilizando la siguiente expresión:

Contenido De Finos

El contenido de finos o polvo no se refiere al contenido de arena fina ni a la cantidad de piedras de tamaño menor, sino a la suciedad que presentan los agregados (tamaños inferiores a 0,075 mm).

El contenido de finos es importante por dos aspectos

• a mayor suciedad habrá mayor demanda de agua, ya que aumenta la superficie a mojar y por lo tanto también aumentará el contenido de cemento si se quiere mantener constante la relación agua/cemento;

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MF = Ʃ % Acumulados retenidos (1½”,¾”, 3 / 8”,Nº4,Nº8,Nº16,Nº30,Nº50 y Nº100)

100

• si el polvo está finamente adherido a los agregados, impide una buena unión con la pasta y por lo tanto la interfase mortero-agregado será una zona débil por donde se puede originar la rotura del concreto.

Es difícil de apreciar a simple vista si las arenas tienen finos, pero se puede evaluar cualitativamente de las siguientes maneras:

• Observando los acopios, pueden notarse en su superficie costras duras originadas por el desecamiento de estos finos.

• Haciendo una simple prueba consiste en colocar un poco de arena en un recipiente traslúcido con agua, agitar enérgicamente y dejar reposar un par de minutos. Si la arena está sucia se diferenciará claramente en el fondo del recipiente el depósito de arena y sobre éste, el de material fino.

2.5.1. PROPIEDADES FÍSICAS:

a. Densidad

Depende de la gravedad específica de sus constituyentes sólidos como de la porosidad del material mismo. La densidad de los agregados es especialmente importante para los casos en que se busca diseñar concretos de bajo o alto peso unitario.

Las bajas densidades indican también que el material es poroso y débil y de alta absorción.

b. Porosidad

La palabra porosidad viene de poro que significa espacio no ocupado por materia sólida en la partícula de agregado es una de las más importantes propiedades del agregado por su influencia en las otras propiedades de éste, puede influir en la estabilidad química, resistencia a la abrasión, resistencias mecánicas, propiedades elásticas, gravedad específica, absorción y permeabilidad.

c. Peso Unitario

Es el resultado de dividir el peso de las partículas entre el volumen total incluyendo los vacíos. Al incluir los espacios entre partículas influye la forma de acomodo de estos. el procedimiento para su determinación se encuentra normalizado en ASTM C29 y NTP 400.017. Es un valor útil sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a volúmenes y viceversa.

d. Porcentaje de Vacíos

Es la medida de volumen expresado en porcentaje de los espacios entre las partículas de agregados, depende del acomodo de las partículas por lo que su valor es relativo como en el caso del peso unitario. Se evalúa usando la siguiente expresión recomendada por ASTM C 29

Donde:

S = Peso especifico de masa

W = Densidad del agua

P.U.C. = Peso Unitario Compactado seco del agregado

e. Humedad

Es la cantidad de agua superficial retenida por la partícula, su influencia esta en la mayor o menor cantidad de agua necesaria en la mezcla se expresa de la siguiente forma:

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%vacios = (S x W – P.U.C.) x 100SxW

% humedad = Peso natural –Peso seco x 100Peso seco

2.5.2. PROPIEDADES RESISTENTES:

a. Resistencia

La resistencia del concreto no puede ser mayor que el de los agregados; la textura la estructura y composición de las partículas del agregado influyen sobre la resistencia.

Si los granos de los agregados no están bien cementados unos a otros consecuentemente serán débiles. La resistencia al chancado o compresión del agregado deberá ser tal que permita la resistencia total de la matriz cementante.

b. Tenacidad

Esta característica esta asociada con la resistencia al impacto del material. Esta directamente relacionada con la flexión, angularidad y textura del material

c. Dureza

Se define como dureza de un agregado a su resistencia a la erosión abrasión o en general al desgaste. La dureza de las partículas depende de sus constituyentes.

Entre las rocas a emplear en concretos éstas deben ser resistentes a procesos de abrasión o erosión y pueden ser el cuarzo, la cuarzita, las rocas densas de origen volcánico y las rocas silicosas.

d. Módulo de elasticidad

Es definido como el cambio de esfuerzos con respecto a la deformación elástica, considerándosele como una medida de la resistencia del material a las deformaciones.

El módulo elástico se determina en muy inusual su determinación en los agregados sin embargo el concreto experimentara deformaciones por lo que es razonable intuir que los agregados también deben tener elasticidades acordes al tipo de concreto. El valor del modulo de elasticidad además influye en el escurrimiento plástico y las contracciones que puedan presentarse.

Tabla de valores de Modulos eslaticos

Tipo de Agregado Modulo Elastico

Granitos 610000 kg/cm2

Areniscas 310000 kg/cm2

Calizas 280000 kg/cm2

Diabanas 860000 kg/cm2

Gabro 860000 kg/cm2

2.5.3. PROPIEDADES TÉRMICAS:

a. Coeficiente de expansión

Cuantifica la capacidad de aumento de dimensiones de los agregados en función de la temperatura, depende mucho de la composición y estructura interna de las rocas y varia significativamente entre los diversos tipos de roca.

En los agregados secos es alrededor de un 10% mayor que en estado parcialmente saturado. Los valores oscilan normalmente entre 0.9 x 10 –6 a 8.9 x 10 –6 / °C.

b. Calor específico

Es la cantidad de calor necesaria para incrementar en un grado centígrado la temperatura. No varia mucho en los diversos tipos de roca salvo en el caso de agregados muy ligeros y porosos.

c. Conductividad térmica

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Es la mayor o menor facilidad para conducir el calor. Esta influenciada básicamente por la porosidad siendo su rango de variación relativamente estrecho. Los valores usuales en los agregados son de 1.1 a 2.7 BTU/ pie.hr.°F

d. Difusividad

Representa la velocidad con que se pueden producir cambios térmicos dentro de una masa. se expresa como el cociente de dividir la conductividad entre el producto de calor especifico por la densidad.

2.5.4. PROPIEDADES QUÍMICAS:

a. Reacción Alcali-Sílice

Los álcalis en el cemento están constituidos por el Oxido de sodio y de potasio quienes en condiciones de temperatura y humedad pueden reaccionar con ciertos minerales, produciendo un gel expansivo Normalmente para que se produzca esta reacción es necesario contenidos de álcalis del orden del 0.6% temperaturas ambientes de 30°C y humedades relativas de 80% y un tiempo de 5 años para que se evidencie la reacción.

Existen pruebas de laboratorio para evaluar estas reacciones que se encuentran definidas en ASTM C227, ASTM C289, ASTM C-295 y que permiten obtener información para calificar la reactividad del agregado.

b. Reacción Alcali-carbonatos

Se produce por reacción de los carbonatos presentes en los agregados generando sustancias expansivas, en el Perú no existen evidencias de este tipo de reacción.

Los procedimientos para la evaluación de esta característica se encuentran normalizados en ASTM C-586.

2.6. POROSIDAD:

2.6.1 DEFINICIÓN:

Es el volumen de espacios dentro de las partìculas de agregado. Tiene una gran influencia en todas las demás propiedades de los agregados, por ser representativa de la estructura interna de las partículas.

No hay un método estándar ASTM para evaluarla, sin embargo existen varias formas de determinación por lo general complejas y cuya validez es relativa. Una manera indirecta de estimarla es mediante la determinación de la absorción, que da un orden de magnitud de la porosidad normalmente un 10% menor que la real, ya que como hemos indicado en el párrafo anterior, nunca llegan a saturarse completamente todos los poros de las partículas.

Los valores usuales en agregados usuales pueden oscilar entre 0 a 15 %, aunque por lo general el rango común es del 1 al 5%. En agregados ligeros, se pueden tener porosidades del orden del 15 al 50%.

Normalmente, el concreto es una mezcla de cuatro ingredientes básicos: arena, gravilla, cemento, y agua. En el proceso de mezcla, una cierta cantidad de aire se mezcla en el concreto. El agua y el aire toman espacio dentro del concreto aún después que el concreto es derramado en el lugar y durante las primeras etapas de la fragua.

Cuando el concreto es trabajado en su lugar y comienza a "cuajarse" o endurecerse, los ingredientes más pesados tienden a asentarse en el fondo mientras los ingredientes más livianos flotan arriba. Siendo el agua el más liviano de los cuatro ingredientes básicos, flota hacia arriba donde se evapora o se exprime por los lados ó el fondo. Según se exprime, se mueve en todas direcciones. El agua, al ocupar espacio, deja millones de huecos entrecruzados en todas direcciones. Según el aire escapa, tiene el mismo efecto.

Estos espacios huecos se atan entre sí creando lo que llamamos poros. Frecuentemente los poros crean unas quebraduras finísimas dentro del concreto, debilitando el concreto. Según la acción capilar del concreto atrae el agua hacia el concreto, ó la lluvia golpea los lados de la pared de concreto, ó la hidrología del agua va contra la pared de un sótano, el agua viaja por los poros a través del concreto.

Los poros están entretejidos y entreconectados, permitiendo así el pasaje lento del agua a través del concreto. Mientras más denso el concreto, más apretados los poros y menos agua puede pasar a través.

2.6.1 IMPORTANCIA DE LA POROSIDAD:

La porosidad del agregado tiene influencia sobre la estabilidad química, resistencia a la abrasión, resistencias mecánicas, propiedades elásticas, gravedad especifica, absorción y permeabilidad de las partículas, siendo todas estas propiedades menores conforme aumenta la porosidad del agregado.

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Igualmente, las características de los poros determinan la capacidad y velocidad de absorción, la facilidad de drenaje, el área superficial interna de las partículas, y la porción de su volumen de masa ocupado por materia sólida.

2.6.3. INFLUENCIA SOBRE LAS PROPIEDADES:

La velocidad de la reacción química de los agregados en el concreto, así como su estabilidad química, están influenciadas por las características de su porosidad. Los agregados que tienen alto porcentaje de poros, especialmente si estos son pequeños, tienen una mayor superficie específica susceptible de ataque químicos que aquella que pueden presentar agregados en los que hay un menor superficie de poros o estos son de gran tamaño.

Las características térmicas del agregado están influenciadas por la porosidad. Cambios importantes en el coeficiente de expansión, la difusibidad y la conductividad del agregado pueden ocurrir por modificaciones del contenido de humedad del mismo. En la actualidad se considera que las características de los poros probablemente influyen en las propiedades térmicas del agregado seco.

La adherencia de la pasta a las partículas de agregado esta determinada por algunas propiedades de la superficie del mismo, incluidas la rugosidad y características de los poros de la zona superficial, las cuales pueden afectar la textura superficial y bondad de la adherencia de la pasta.

2.6.4. DETERMINACIÓN DE LA POROSIDAD:

Los actuales métodos de laboratorio solo permiten medir la porosidad total del agregado del agregado más no el tamaño, perfil y continuidad de los poros. Ello nos permite establecer una forma adecuada, una correlación entre la duración del concreto y la porosidad del agregado.

2.7 MATERIALES CONTAMINANTES

Existen diversos materiales que con cierta frecuencia acompañan a los agregados, y cuya presencia es inconveniente por los efectos adversos que producen en el concreto. Entre dichos materiales contaminantes, los más comunes son los finos indeseables (limo y arcilla), la materia orgánica, el carbón y el lignito, las partículas ligeras y los terrones de arcilla y otras partículas desmenuzables.

Si bien lo deseable es disponer de agregados completamente libres de estas materias perjudiciales, en la práctica esto no siempre es factible, por lo cual se hace necesario tolerarlas en proporciones suficientemente reducidas para que sus efectos nocivos resulten poco significativos.

a. Limo y arcilla

El limo es el material granular fino, sin propiedades plásticas, cuyas partículas tienen tamaños normalmente comprendidos entre 2 y 60 micras aproximadamente, en tanto que la arcilla corresponde al material más fino, integrado por partículas que son menores de 2 micras y que sí posee propiedades plásticas.

b) Materia orgánica

La materia orgánica que contamina los agregados suele hallarse principalmente en forma de humus, fragmentos de raíces y plantas, y trozos de madera. La contaminación excesiva con estos materiales, básicamente en la arena, ocasiona interferencia en el proceso normal de hidratación del cemento, afectando la resistencia y durabilidad del concreto.

c) Partículas inconvenientes

Además de los contaminantes ya mencionados, hay fragmentos de materiales de calidad inadecuada que con cierta frecuencia se encuentran en los agregados, principalmente en los de origen natural. Entre dichos materiales inconvenientes cabe mencionar las partículas suaves y desmenuzables, como los terrones de arcilla y los fragmentos de rocas alteradas, las partículas ligeras como las de carbón y lignito y las de rocas muy porosas y débiles.

d) Sales inorgánicas

Las sales inorgánicas que ocasionalmente pueden hallarse como contaminación en los agregados de origen natural son los sulfatos y los cloruros, principalmente estos últimos, como ocurre en los agregados de

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procedencia marina. La presencia excesiva de estas sales en el seno del concreto es indeseable por los daños que pueden ocasionar, si bien difieren en su forma de actuar y en la manifestación e intensidad de sus efectos.

2.8 EXPLORACIÓN Y EXPLOTACION DE CANTERAS

Independientemente de todas las consideraciones evaluadas hasta ahora, un problema de orden práctico lo constituye la búsqueda, calificación y explotación de canteras para una obra en particular, siendo en el caso de Lima por ejemplo la cual presenta escasez por la continua explotación de las canteras.

EXPLORACION Y EXPLOTACION DE CANTERAS.Algunos factores colaterales que condicionan estas labores los constituyen básicamente la potencia de explotación, el origen geológico, composición mineral, clasificación y propiedades del material, rendimiento y las distancias de transporte al sitio de procesamiento o al de uso, costos de operación, la facilidad de acceso a la cantera y la cercanía de ella a la obra.Algunas recomendaciones para la exploración, calificación y explotación son los siguientes:

1. Buscar inicialmente las canteras en los lechos de los ríos donde normalmente se halla agregado de buena calidad y/o zonas que estén dentro del centro de gravedad del suministro del concreto, y de acceso no muy complicado, pensando en colocar la planta de procesamiento y la de dosificación en el mismo sector para economizar transporte.

2. Ubicado el sector en que por apreciación visual se estima que puede ser una cantera problable, se deben ejecutar calitas (agujeros de exploración) de al menos 1.5 m de diámetro por 2 a 3 m de profundidad para examinar el perfil estratigráfico y la distribución natural de partículas.

3. Es recomendable ejecutar al menos una calicata por cada 2,500 m2 para tener una idea problable de la variabilidad del material.

4. Si las evaluaciones anteriores son favorables hay que llevar a cabo la determinación de las características físicas y químicas para tomar la decisión final en base a los resultados.

5. Se debe elaborar un croquis de ubicación de la cantera así como de las calicatas con las profundidades evaluadas y una estimación del potencial de explotación en m3 utilizables.

6. Antes de la explotación es conveniente evaluar la necesidad de eliminar una capa superficial del orden de 0.30 a 0.50 ya que por lo general contiene material contaminado con finos.

7. El procesamiento debe planificarse de manera de obtener arena y al menos dos tamaños de piedra para poder tener versatilidad en las mezclas granulométricas y disponer de diseños alternativos con varios tamaños máximos de agregados.

8. No se deben hacer grandes pilas de almacenamiento pues esto produce mucha segregación, es decir las partículas gruesas ruedan hacia abajo y esto se refleja en mucha variabilidad en la granulometría y el tener que hacer ajustes de proporciones para mantener constante el módulo de fineza total.

En el país se tiene canteras, entre ellas: Para extraer el hormigón, el Río Rímac. La arena, de La Molina, Jicamarca (Huachipa, al este de Lima), cantera La Gloria, Famesa (Carabayllo) etc.ALMACENAMIENTO. Los agregados son almacenados de manera de impedir la segregación de los mismos, su contaminación con otros materiales o el mezclado con agregados de características diferentes.

2.9 IMPORTANCIA DE LOS AGREGADOS

Es importante seleccionar la forma o perfil y el tamaño máximo del agregado, y recordar lo siguiente:

A > cantidad de finos en la arena, > será el requerimiento de agua y > el contenido de cemento para mantener la relación inalterable y mantener trabajabilidad (Slump)

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A > fineza de la arena (menos de 2.3) > será el requerimiento de agua y por ende > contenido de cemento para mantener trabajabilidad (slump)

A > tamaño máximo de la piedra hasta de 1 ½” como límite, el requerimiento de agua será < y < el cemento.

Con perfil redondeado de la piedra, también el requerimiento de agua será < que con perfiles angulares y se utilizará también menos cemento.

Debe usarse la menor cantidad de finos, para que la mezcla sea trabajable.

CALIDAD DE LOS AGREGADOS.- Deben cumplir ciertas reglas para darles un uso ingenieril óptimo:.

La calidad del agregado constituye un aspecto de gran importancia para la obtención de un buen concreto ya que INTEGRA la mayor parte de su masa (2/3 del volumen del concreto).

Es necesario verificar su limpieza, salinidad, resistencia y la forma de las partículas. El agregado es limpio, si esta libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas escamosas o

blandas, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales, limo, mica u otras sustancias dañinas. El agregado es de contextura adecuada si tiene estabilidad volumétrica con lo cambios de temperatura y/o

humedad y resiste a la intemperie sin descomponerse. La textura debe ser uniforme, las partículas alargadas o planas perjudican los diseños ya que requieren

de más finos y en consecuencias de + cemento. Para optimizar los diseños de Co debe empezarse por una adecuada granulometría en los mismos. Considerar la textura y la forma del agregado que influyen directamente sobre la demanda de agua para

obtener la resistencia y trabajabilidad deseadas y se vuelven factores de gran importancia en el diseño de concretos de alta resistencia. Las FORMAS mas perjudiciales son las muy alargadas o achatadas, pueden afectar la trabajabilidad y compacidad.

Es obligatorio el análisis del material fino que constituye un serio problema en los agregados. La presencia de polvillo aumenta la avidez por el agua y crea una pasta fina que envuelve los granos del agregado disminuyendo su adherencia.

2.10 APLICACIONES. En construcción:

Como Morteros, para unir elementos de la obra: piedras, ladrillos, bloques, etc. Para revestir superficies, protegiéndolas o decorándolas, en exteriores e interiores. (Escarchado con

arena) Para la fabricación de piedras artificiales: tejas, ladrillos, tubos, etc. Como materiales de construcción, formando elementos monolíticos estructurales: concreto en losas,

vigas, columnas, cimientos, etc. En concretos asfálticos, para pavimentos. En el concreto lanzado o Shotcrete, en el empleo de concreto líquido. En concreto liquido, para la albañilería armada. En galerías filtrantes, en uso de los drenes de tuberías. Para limpieza de metales, mediante el arenado. Para estabilizar los caminos de tierra, accesos en lugares públicos: enripiado, con gravilla y/o confitillo.

EJEMPLO. ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL EXPEDIENTE TECNICO DE OBRA.

El Expediente Técnico de una obra dentro de sus componentes, considera las Especificaciones Técnicas de los materiales, que deben establecer con mucha claridad y precisión detalles en relación a las características, propiedades , procesos constructor y ensayos de los agregados.

Se transcribe a continuación como ejemplo típico, lo que se considera en el expediente técnico de una obra, lo que indica respecto a los agregados.

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“OBRA: TECHADO ALIGERADO DE LA COMISARIA. Los agregados que se usarán son agregado grueso y el agregado fino o arena. Los agregados deben ser considerados ingredientes por separado y deberán estar de acuerdo a las especificaciones para agregados de la Norma ASTM C-33, excepto en los agregados que no cumplan con las especificaciones antes nombradas.

Agregado fino: Cumplirá con lo siguiente: Será limpio, de grano rugoso y resistente. No contendrá un % con respecto al peso total de más de 5% del material que pase el tamiz Nº 200 (de la serie U.S.), si el material que pasa por Tamiz Nº 200 esta libre de arcillas plásticas y arcilla pizarrosa o libre de material plástico, este % se puede elevar hasta el 7%, si el concreto sufriera una fuerte abrasión el % mencionado será menor de 3%. […].

Agregado grueso: En términos generales el agregado grueso deberá cumplir las siguientes condiciones:Será de piedra limpia, libre de películas de arcillas plásticas en su superficie, deberá ser roca ígnea, de característica angulosa y de superficie rugosa.El tamaño máximo del agregado en general, tendrá una medida tal que no sea > de 1/5 de las medidas + pequeñas entre los costados interiores de las formas dentro de las cuales el concreto se vaciará, ni > que los ¾ del mínimo espacio libre entre las barras individuales de refuerzo o entre grupos de barras”.

TABLA I. CLASIFICACION SEGÚN EL TAMAÑO

TAMIZASTM

Tamaño de partículas

Denominación

PASA RETENIDODetalle

Aceptacióncomo agregadopara concreto

ClasificaciónGeneral

mm. cm. TAMIZ

12”300.00

30.00 Bloques

AgregadoGrueso

6”152.40

15.24

BolonesPiedraGrande

12” 3”4”

100.00

10.00

3 ½” 90.00 9.00

3”75.000

7.50

2 ½”63.000

6.30

GravaGruesa

3” ¾”2”

50.800

5.08

Apto

1”25.400

2.54

¾”19.050

1.90 PiedraChancada

½” 12.70 1.27GravaFina

¾” Nº 43/8” 9.525 0.96 Gravilla

Confitillo¼” 6.350 0.64Nº 4 4.760 0.47

AgregadoFino

Nº 8 2.300 0.23 ArenaGruesa

Nº 4 Nº 10Nº 10 2.000 0.20Nº 16 1.180 0.12 Arena

MediaNº 10 Nº 40

Nº 20 0.840 0.08Nº 30 0.600 0.06

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Nº 40 0.420 0.04Nº 50 0.300 0.03

ArenaFina

Nº 40 Nº 200

Nº 80 0.177 0.02Nº 100 0.150 0.01

Nº 200 0.0750.0075

LimoArcilla

No recomendable

< 0.002

ArcillaNo recomendable

Fracción muyfina

Nota: 0.0045 = 75um (micras)

Se considera también dentro de la terminología para denominar a la grava: Cascajo, cascote, ripio, canto rodado, bolonería.Grava menudo: confitillo

2.11. CONCLUSIONES:

- Para poder hacer uso de los agregados, estos deben de encontrarse limpios, libre de cantidades perjudiciales tales como el Limo y la materia orgánica.

- El material a usarse deberá de estar graduado dentro de los limites establecidos en la N.T.P 400.037.

- La porosidad del concreto disminuye la resistencia de éste y aumenta su permeabilidad.

GLOSARIO

Agregado ligero: Agregado de baja densidad utilizado para producir concreto ligero. Incluye: pómez, escoria volcánica, tobas, diatomita, arcilla sintética o expandida, lutita, pizarra, lutitas diatomáceas, perlita, vermiculita y productos de combustión de carbón.Arena: Agregado fino resultado de la desintegración y abrasión de roca o de la transformación de una arenisca completamente disgregable. Procedencia: de los ríos, de la playa de mar, de las dunas, artificialmente.Arena manufacturada: Agregado fino producido por trituración de grava, roca, escoria o concreto hidráulico.Arenisca: Como roca sedimentaria están formadas por el depósito (generalmente en el agua) de partículas de origen orgánico o inorgánico. Son rocas constituidas por arenas de cuarzo cuyos granos están unidos por materiales aglomerantes diversos, tales como sílice, carbonato de calcio, óxido de hierro, arcillas, etc. Arenado. Se denomina a la limpieza con chorro abrasivo de la superficie de acero, previo a la aplicación de pintura. Se efectúa por la presión de arena comercial. Se utiliza arena de cantera o de río, lavada y seco, su composición debe ser 95% de cuarzo y el 5% restante podrá ser mica, feldespato. El grano debe pasar la malla Nº 26 y ser retenido por la malla Nº 30. Se aplica aire comprimido mediante una compresora.Grava: Agregado grueso resultante de la desintegración natural y abrasión de rocas o transformación de un conglomerado débilmente cementado.Grava triturada: Es el producto resultado de la trituración artificial de gravas, en la que la mayoría de los fragmentos tienen como mínimo una cara resultado de la fractura.Piedra triturada: Es el producto de la trituración artificial de rocas, peñascos o fragmentos de rocas grandes, en el cual todas las caras resultantes se derivan de las operaciones de trituración.Feldespatos. Grupo de minerales constituyentes de las rocas ígneas. Su estructura consiste en una base de silicio. Junto con el cuarzo y la mica es un mineral constituyente del granito, siendo el responsable de la descomposición (meteorización) de éste.Sulfuros: compuestos de diversos minerales combinados con el azufre. Ejemplos: pirita, galena, blenda, cinabrio.

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Óxidos: producto de la combinación del oxígeno con un elemento. Ejemplos: oligisto, corindón, casiterita, bauxita.Sulfatos: Es una sal de ácido sulfúrico. Ej.: yeso, anhidrita, barita. Se hallan usualmente en el suelo, en la mayoría de las aguas naturales, en aguas contaminadas por deshechos industriales. Los suelos con sulfatos se hallan normalmente en zonas áridas Sílice.- Es un compuesto de silicio y oxígeno, el dióxido de silicio (SiO2). Es uno de los componentes de la arena, se encuentra en la naturaleza, como cuarzo. Junto con la alúmina es el componente que forma la base de las arcillas.Cuarzo. Después de los feldespatos, el mineral más común de la corteza terrestre, constituyendo aproximadamente el 12% de su volumen. Químicamente se trata de óxido de silicio (SiO2.). Se encuentra en rocas eruptivas y sedimentarias, así como en pizarras cristalinas, es uno de los elementos más resistentes de la naturaleza. También tiene una gran resistencia al rayado, al impacto y a las manchasEs de gran importancia industrial, utilizado en cristales, abrasivos, refractarios. Las arenas de cuarzo son materia prima para la obtención de uno de los elementos más importantes de la tecnología moderna, el silicio. Se preparan tableros de cuarzo para las cocinas, en pisos como revestimiento.

Caliza: CO3Ca, es una roca bastante blanda y trabajable, entre ellas se encuentran los travertinos.Calcáreo. Que contiene carbonato de calcio o, menos habitualmente, que contiene el elemento calcio.Caliche. Grava, arena y escombros desérticos cementados por carbonato de calcio u otras sales.Arcilla: Es una clase especial de tierra, formada por descomposición de rocas mediante la acción de agentes ambientales. Suelo que pasa el tamiz de 75 µ m (N° 200) que puede exhibir plasticidad dentro de un rango de contenidos de humedad, y que exhibe considerable resistencia cuando se encuentra seca al aire.Arcilla orgánica –Es una arcilla con suficiente contenido orgánico para influenciar las propiedades del sueloLimo – es el suelo que pasa el tamiz de 75 µ m (N° 200) que es no plástico o ligeramente plástico, y que exhibe poca o ninguna resistencia cuando se encuentra seca al aireLimo orgánico – es un limo con suficiente contenido orgánico para influenciar las propiedades del sueloMateria orgánica. Generalmente proviene de la descomposición de materia vegetal, como hojas, tallos y raíces y se manifiesta en forma de humus. Este humus, en cierta cantidad, puede impedir parcial o totalmente el fraguado del cemento, por lo cual hay que controlar su presencia en los agregados, especialmente en la arena.Humus. Sustancia compuesta, proveniente de la descomposición de los restos orgánicos, ocasionado por hongos y bacterias. Se caracteriza por su color negruzco debido a la gran cantidad de carbono que contiene.Marmolina. Polvo de Mármol de excelente calidad, seleccionado por su pureza y ausencia de materiales abrasivos o difíciles de pulir. Se aplica en terrazos, mosaicos, fraguado de mármol, sanitarios de granito.Tamiz. Instrumento similar a una coladera, que se usa para separar las partículas gruesas de las finas, que integran un conjunta o una mezcla. Escoria de altos hornos. Agregado artificial, producto no metálico que se desarrolla en una condición de fundición simultánea con hierro en una alto horno para la producción de acero.Enripiado. Se utilizará cascotes limpios de piedra, esparcidos uniformemente sobre el terreno natural libre de desmonte y de materias extrañas, debidamente compactado y nivelado.Puzolana.- Roca volcánica muy desmenuzada, de la misma composición que el basalto, sirve para hacer, mezclada con cal, mortero hidráulico.Puzolanas.- Sustancias naturales o industriales siliceas o silicoaluminosas, o una combinación de ambas.

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