UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE ARQUITECTURA É INGENIERÍA CIVIL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TERCERA UNIDAD

AGREGADOS EN EL CONCRETO

Ing. Wuilber Mendoza Aparicio

DEFINICION

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas, de origen natural o artificial, cuyas dimensiones están comprendidas entre los limites fijados en la norma NTP 400.011-2008.Los agregados son la fase discontinua del concreto.

Características

Las características físicas, químicas y mecánicas de los agregados tienen efecto importante no solo 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 térmicas, cambios de volumen y peso unitario del concreto endurecido.

Clasificación

1. Por su origen:- Agregados naturales- Agregados artificiales

2. Por su tamaño:- Agregado fino: Pasa íntegramente por el tamiz 3/8 y como mínimo un 95% el tamiz N° 4- Agregado grueso: El que queda retenido como mínimo en un 95 % en el tamiz N° 4

3. Por su peso- Agregados pesados- Agregados de peso normal- Agregados liviano

4. Por su perfil- Redondeado- Irregular- Laminado- Angular

Por su Densidad

Se entiende por densidad como la gravedad específica = Peso/Vol de agua

• Normales Ge = 2.5 a 2.75• Ligeros Ge < 2.5• Pesados Ge > 2.75

Agregado de Peso Normal

Agregados más comunes• Arena • Grava• Piedra triturada

Produce concreto de peso normal 2200 a 2400 kg/m3

Agregado Ligero (1)

Expandido– Esquisto– Arcilla– Pizarra– Escoria

ASTM C 330, NMX-C-299

Produce concreto estructural ligero 1350 a 1850 kg/m3

Agregado Ligero (2)

Piedra pomez Perlita Vermiculita Diatomita

Produce concreto aislante ligero— 250 a 1450 kg/m3

Agregado Pesado

• Barita• Limonita• Magnetita• Ilmenita • Hematita• Esferas de Hierro

ASTM C 637, C 638 (Blindaje para radiación)

Produce concreto pesado de hasta 6400 kg/m3 )

Condiciones de humedad

Humedad Total

Estado

Propiedades - Agregados

• Peso específico : Cociente de dividir el peso de las partículas entre el volumen de las mismas sin considerar los vacíos entre ellas

• Peso Unitario: Es el cociente de dividir el peso de las partículas entre el volumen total incluyendo las partículas.

Características resistentes

a) Resistencia: Capacidad de asimilar la aplicación de fuerzas de compresión, corte, tracción y flexión.

b) Tenacidad: Se denomina así a la resistencia al impacto, su estimación es masa cualitativa que cuantitativa

c) Dureza: Es la resistencia al desgaste por la acción de unas partículas sobre otras o por agentes externos.Se cuantifica por medio de la resistencia a la abrasión en la maquina de los Ángeles. (12 esferas)

Características de los Agregados (1)

Característica Importancia

Resistencia a abrasión y degradación

Resistencia al desgaste en pavimentos y pisos

Resistencia a congelación-deshielo

Descascaramiento de la superficie, aspereza, perdida de sección, deformación

Resistencia a sulfatos Descascaramiento de la superficie, aspereza, pérdida de sección, deformación

Absorción y humedad superficial Control de calidad del concreto

Características y Ensayos de los Agregados (2)Característica Importancia

Granulometría

M F, TMA

Trabajabilidad del concreto en estado fresco, economía

Cálculos para el diseño de mezclas

Forma y textura superficial de las partículas

Trabajabilidad del concreto en estado fresco

Resistencia a la reactividad con los álcalis y cambio de volumen

Sanidad

Masa volumétrica Cálculos para el diseño de mezclas

Masa específica relativa Cálculos para el diseño de mezclas

Tamaños de Partículas

Manejo y Almacenamiento de Agregados

Almacenamiento

• Minimizar la segregación y la degradación• Prevenir la contaminación• Apilar en capas delgadas de espesor uniforme

y horizontales• Terreno plano y nivelado con pendiente para

el escurrimiento del agua• Sobre plantilla de concreto o una capa perdida

del agregado• Evitar el tránsito de vehículos

Almacenamiento y manejo

• El método más económico y aceptable de formación de pilas de agregados es el método de volteo con camión

• Se recupera el agregado con cargador frontal

Almacenamiento y manejo

Almacenamiento y manejo

Almacenamiento y manejo

Análisis GranulométricoEl análisis granulométrico o granulometría, es la representación numérica de la distribución volumétrica de las partículas por tamaños.El agregado se tamiza por una serie de mallas de aberturas conocidas y luego pesar los materiales retenidos refiriéndolos en % con respecto al peso total.El nombre de las mallas se establece en función del número de aberturas por pulgada cuadrada.Tamaño máximo: El menor tamiz por el que pasa todo el agregado tamizado

Tamaño máximo nominal: Correspondiente al menor tamiz que produce el primer retenido.

Tabla 1 Tamices estándar ASTMDENOMINACIÓN DEL

TAMIZ ABERTURA

EN PULGADAS ABERTURA ENMILIMETROS

3” 3.0000 75.0000

1 ½” 1.5000 37.5000

3/4” 0.7500 19.0000

3/8” 0.3750 9.5000

N° 4 0.1870 4.7500

N° 8 0.0937 2.3600

N° 16 0.0469 1.1800

N° 30 0.0234 0.5900

N° 50 0.0117 0.2950

N° 100N° 200

0.00590.0029

0.14750.0737

Mallas - Granulometría

• 3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8” • N° 4, Nº 8, Nº 16, Nº 30, Nº 50, Nº 100, N° 200• Modulo de fineza = Sumatoria de los porcentajes retenidos

acumulativos de la serie de mallas estándar hasta el tamiz N° 100 y esta cantidad divide entre 100.

• El agregado fino debe de tener un módulo de fineza no menor de 2.3 ni mayor que 3.1.

• Los agregados finos con módulos de fineza comprendidos entre los módulos 2.3 y 2.8 producen concretos de buena trabajabilidad

• Los que se encuentran entre 2.8 y 3.1. son los más favorables para concretos de alta resistencia

Límites de Granulometría del Agregado Fino

FIG. 5.5 CARACTERISTICAS FISICAS Y GRANULOMETRICAS DE ARENA PARA CONCRETO

MUESTRA : ARENA PARA CONCRETO FECHA : 07/10/93 PROCEDENCIA : CANTERA HOSPICIO TECNICO : V. RAMOS

GRANULOMETRIA CARACTERISTICAS FISICAS

MALLA PESO % % % MODULO DE FINEZA 2.82RETENIDO RETENIDO RETENIDO PASANTE TAMAÑO MAXIMO N/A

EN GR. ACUMUL. ACUMUL. PESO ESPECIFICO 2.66 gr/cm3

3" 0.0 0.0 100.0 IMPUREZAS ORGANICAS NO HAY2 1/2" 0.0 0.0 100.0 % HUMEDAD 0.6

2" 0.0 0.0 100.0 % ABSORCION 0.71 1/2" 0.0 0.0 100.0 % MATERIAL < # 200 1.2 (lavado)

1" 0.0 0.0 100.0 % ABRASION a 5003/4" 0.0 0.0 100.0 REVOLUCIONES N/A1/2" 0.0 0.0 100.0 % ARCILLA Y PARTICULAS3/8" 0.0 0.0 100.0 DESMENUZABLES NO HAY# 4 24.0 2.3 2.3 97.7 % PARTICULAS LIGERAS 0.7# 8 187.3 17.6 19.9 80.1 % DESGASTE a 5 ciclos con

# 16 185.8 17.5 37.4 62.6 SO4Na2 1.34# 30 195.8 18.4 55.8 44.2 REACTIVIDAD ALCALINA# 50 178.7 16.8 72.7 27.3# 100 221.9 20.9 93.5 6.5 OTROS :# 200 58.6 5.5 99.1 0.9

< # 200 9.9 0.9 100.0 0.0 PESO UNITARIO SUELTO : 1,667 Kg/m3

MODULO PESO UNITARIO TOTAL 1,062.0 100.0 FINEZA 2.82 COMPACTADO : 1,794 Kg/m3

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

TAMICES STANDARD ASTM

% P

AS

AN

TE

3" 21/2" 2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 1" 4 8 16 30 50 100 200

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% R

ET

EN

IDO

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

TAMICES STANDARD ASTM

% P

AS

AN

TE

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% R

ET

EN

IDO

LIMITES ASTM C-33

PARA ARENA

2"3" 21/2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" No 4 No 8 No 16 No 30 No 50 No 100 No 200

Límites de Granulometría

Tamaño Máximo Nominal del Agregado

1/5 de la dimensión más pequeña del elemento de concreto

3/4 del espacio libre entre las barras de acero del refuerzo y entre las varillas de refuerzo y las cimbras

1/3 de la profundidad de las losas

El tamaño no debe exceder de:

Tabla 5.6 .- Requisitos granulométricos ASTM C-33 para Agregado grueso en % pasante acumulativo en peso para cada malla standard

(abertura cuadrada)

Malla Número de identificación de granulometría ASTM C-33

1 2 3 357 4 457 31/2” a 11/2” 21/2” a 11/2” 2” a 1” 2” a # 4 11/2” a 3/4” 11/2” a #4

4” 100 3 1/2” 90 a 100

3” ----- 100 2 1/2” 25 a 60 90 a 100 100 100

2” ----- 35 a 70 90 a 100 95 a 100 100 100 1 1/2” 0 a 15 0 a 15 35 a 70 ----- 90 a 100 95 a 100

1” ----- ----- 0 a 15 35 a 70 20 a 55 ----- 3/4” 0 a 5 0 a 5 ----- ----- 0 a 15 35 a 70 1/2” 0 a 5 10 a 30 ----- ----- 3/8” ----- 0 a 5 10 a 30 # 4 0 a 5 0 a 5

Malla Número de identificación de granulometría ASTM C-33

5 56 57 6 67 7 8 1”a 1/2” 1”a 3/8” 1” a #4 3/4”a 3/8” 3/4” a #4 1/2” a #4 3/8” a #8

1 1/2” 100 100 100 1” 90 a 100 90 a 100 95 a 100 100 100

3/4” 20 a 55 40 a 85 ----- 90 a 100 90 a 100 100 1/2” 0 a 10 10 a 40 25 a 60 20 a 55 ----- 90 a 100 100 3/8” 0 a 5 0 a 15 ---- 0 a 15 20 a 55 40 a 70 85 a 100 # 4 0 a 5 0 a 10 0 a 5 0 a 10 0 a 15 10 a 30 # 8 0 a 5 0 a 5 0 a 5 0 a 10 # 16 0 a 5

Granulometría del Agregado Grueso

TamizPorcentaje

que pasa (en masa)

37.5 mm

(1½ pulg.)

100

25.0 mm

(1 pulg.)

95 a 100

12.5 mm

(½ pulg.)

25 a 60

4.75 mm

(No. 4) 0 a 10

2.36 mm

(No. 8) 0 a 5

25 a 4.75 mm [1 pulg. a No. 4]

Reducción de los Vacíos

Materiales Perjudiciales (1)

Sustancia Efecto en el concreto

Impurezas orgánicas

Afecta el tiempo de fraguado y el endurecimiento, puede causar deterioro

Material más fino que 75 m (tamiz No. 200)

Afecta adherencia, aumenta la demanda de agua

Carbón, lignito u otro material ligero

Afecta la durabilidad, puede causar manchas y erupciones

Partículas blandas Afecta la durabilidad

Substances Efecto en el concreto

Terrones de arcilla y partículas desmenuzables

Afecta la trabajabilidad y la durabilidad, puede causar erupciones

Agregados reactivos con los álcalis

Causa expansión anormal, fisuración en forma de mapa (“viboritas”, acocodrilamiento, piel de cocodrilo)

Materiales Perjudiciales (2)

Tabla 5.7 Requisitos Granulométricos para agregado fino y límites para sustancias perjudiciales en agregado fino y grueso según ASTM C-33

Requisitos Granulométricos

Límites para sustancias perjudiciales

Tamiz Límites Descripción Agregado Agregado Standard Totales Fino Grueso

% ( % ) ( % ) acumulativo pasante

3/8” 100 1) Lentes de arcilla y partículas desmenuzables.

3.0 2.0 a 10.0 (c)

# 4 95 a 100 2) Material menor que la malla

#200 3.0 a 5.0 (a) 1.0(g)

# 8 80 a 100 3) Carbón y lignito 0.5 a 1.0 (b) 0.5 a 1.0 (d)

# 16 50 a 85 4) Partículas ligeras ( G 2.4 ) ----- 3.0 a 8.0 (e)

# 30 25 a 60 5) Suma de 1), 3), y 4) ----- 3.0 a 10.0 (f)

# 50 10 a 30 6) Abrasión ----- 50.0

# 100 2 a 10 7) Desgaste con Sulfato de Na 10.0 12.0

8) Desgaste con Sulfato de Mg 15.0 18.0

NOTAS: a) 3% para concretos sujetos a abrasión y 5% para los demás. Si se trata de arena proveniente de chancado y el material #200 no es arcilla, los límites pueden subirse a 5% y 7%. b) 0.5% cuando la apariencia del concreto es importante y 1% para el resto. c) 2% y 3% para concreto arquitectónico en clima severo y moderado, 3% para losas y pavimentos expuestos a humedecimiento, 5% en estructuras interiores y 10% en zapatas y columnas interiores. d) 0.5 % en concreto al exterior, 1% en el resto. e) 3% en concreto arquitectónico, 5% en concreto a la intemperie, 8 % en el resto. f) 3% y 5% para concreto estructural en clima severo y moderado, 7% en concreto a la intemperie, 10% en el resto. g) Este límite puede incrementarse a 1.5% si el material #200 no es arcilla o si el agregado fino tiene un %#200 inferior al límite permisible, en cuyo caso el límite se calculará usando la fórmula L=1+[(P)/(100-P)](T-A), donde L es el nuevo límite, P es el % de arena con respecto al total de agregados, T es el límite de la Tabla para la arena y A es el %#200 en la arena.

Tabla 5.2.- Minerales, rocas y materiales sintéticos que pueden ser potencialmente reactivos con los álcalis del cemento.

REACCION REACCION ALCALI - SILICE ALCALI - CARBONATO

Andesitas Pizarras Opalinas Dolomitas Calcíticas

Argillitas Filitas Calizas Dolomíticas

Ciertas Calizas y Dolomitas

Cuarcita Dolomitas de grano fino

Calcedonia Cuarzosa

Cristobalita Riolitas

Dacita Esquistos

Vidrio Volcánico Pizarras Silicias y

ciertas otras formas de cuarzo

Gneiss Granítico Vidrio Silíceo, Sintético

y Natural

Opalo Tridimita

Almacenamiento y manejo

Agregado de Concreto Reciclado

FIG. 5.3 Gráfico para evaluar Reactividad Potencial a los álcalis

( Método químico ASTM C-289 )

0

100

200

300

400

500

600

700

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Cantidad Sc - Sílice Disuelto ( milimoles por litro )

Cantidad Rc - Reducción en alcalinidad

( milimoles por litro )

FIG. 5.3 Gráfico para evaluar Reactividad Potencial a los álcalis ( Método químico ASTM C-289 )

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

Cantidad Sc - Sílice Disuelto ( milimoles por litro )

Cantidad Rc - Reducción en alcalinidad

( milimoles por litro )

Agregados Considerados Reactivos

Agregados considerados potencialment

e reactivos

Agregados Considerados Inocuos

1 2.5 5.0 7.5 10 25 50 75 100 250 500 750 1000 2500

Recordemos las realidades del Recordemos las realidades del mercado del cemento y el concreto mercado del cemento y el concreto en nuestro medio y como repercute en nuestro medio y como repercute

en el mercado de agregadosen el mercado de agregados

Distribución aproximada de la producción de concreto en el Perú en porcentaje

11%8%

81%

Premezclado Concreto por contratistas Concreto informal

Realidades de las canteras en Lima y Provincias Realidades de las canteras en Lima y Provincias

1) El control de calidad lo ejecutan de manera regular sólo la industria del premezclado y los contratistas grandes en las obras cuya magnitud y precios lo costean .

2) El 89% del mercado de productores de concreto no lo exige a los proveedores ni lo

ejecuta.

Canteras de Agregados en Canteras de Agregados en LimaLima

1) Cono Norte : Trapiche, Los Primos

2) Cono sur: Lurín, Tocto

3) Centro : La Molina, Manchay, Jicamarca, La Gloria

4) Arequipa: Rio Socabaya, Miraflores

• La Poderosa

• Yura

Canteras de Agregados en Canteras de Agregados en ProvinciasProvincias

1) Situación general similar1) Situación general similar

3) Sólo en proyectos puntuales 3) Sólo en proyectos puntuales importantes se tienen agregados importantes se tienen agregados calificadoscalificados

2) Círculo vicioso Mercado-2) Círculo vicioso Mercado-DemandaDemanda

Observaciones Observaciones

1) La mayoría de las canteras en Lima y provincias tienen exceso de material pasante de la malla # 200, contaminación de sales solubles y variaciones frecuentes en granulometría de piedra y arena.

2) Los proveedores de agregados sólo procesan adecuadamente el 11% de su producción ya que esa es la demanda de la industria del premezclado.

Fin