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TECNOLOGA DEL CONCRETO I

Ms ING. ANA TORRE CARRILLO 63



Capitulo 04

AGREGADOS PARA EL CONCRETO

4.1 INTRODUCCIN

Antiguamente se deca que los agregados eran elementos inertes dentro del concreto ya que no intervenan directamente dentro de las reacciones qumicas, la tecnologa moderna establece que siendo este material el que mayor % de participacin tendr dentro de la unidad cbica de concreto sus propiedades y caractersticas diversas influyen en todas las propiedades del concreto. La influencia de este material en las propiedades del concreto tienen efecto importante no slo en el acabado y calidad final del concreto sino tambin sobre la trabajabilidad y consistencia al estado plstico, as como sobre la durabilidad, resistencia, propiedades elsticas y trmicas, cambios volumtricos y peso unitario del concreto endurecido. La norma de concreto E-060, recomienda que ha 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 debern usarse agregados que cumplan con las especificaciones del proyecto. 4.2 IMPORTANCIA Los agregados en el concreto ocupan alrededor de las tres cuartas partes del volumen, de ah la justificacin para su adecuada seleccin, adems que agregados dbiles podran limitar la resistencia del concreto. Por otro parte son estos elementos los que proporcionan una estabilidad volumtrica al concreto y durabilidad. 4.3 DEFINICIONES Agregado Se define como agregado al conjunto de partculas inorgnicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones estn comprendidas entre los lmites fijados en la NTP 400.011.

Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que estn embebidos en la pasta y

que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cbica de concreto.

Tamao Mximo

Corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra de agregado.

Tamao Nominal Mximo

Corresponde al menor tamiz en el cual se produce el primer retenido.

Mdulo de Fineza

Criterio Establecido en 1925 por Duff Abrams a partir de las granulometras del material se puede intuir

una fineza promedio del material utilizando la siguiente expresin:

HPminiResaltado

HPminiResaltado



100

100)Ny 50N 30,N 16,N 8,N 4,N 3/8, , , 1 ( retenidos Acumulados % MF

Nota : Granulometra con igual modulo de fineza producen mezclas similares tanto tanto en resistencia, trabajabilidad y solicitaciones de agua. 4.4 CLASIFICACIN Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son: 4.4.1. Por su naturaleza Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de de mayor uso, adems los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en : agregado grueso, fino y hormign (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 ms usual es la arena producto resultante de la desintegracin de las rocas.

b. El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N4 y proviene de la desintegracin de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

c. El hormign, 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.

4.4.2. Por su densidad Se pueden clasificar en agregados de peso especifico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos especficos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos pesos especficos son mayores a 2.75. 4.4.3. Por el Origen, Forma y Textura Superficial Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geomtrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En trminos descriptivos la forma de los agregados pueden ser:

Angular : Cuyos bordes estn bien definidos y formado por la interseccin de sus caras ( planas) adems de poca evidencia de desgaste en caras y bordes.

Sub angular : Evidencian algo de desgaste en caras y bordes, pero las caras estn intactas.

Sub redondeada : Considerable desgaste en caras y bordes.

Redondeada : Bordes desgastados casi eliminados.

Muy Redondeada : Sin caras ni bordes

Respecto de la textura superficial estas pueden ser:

Lisa

spera

Granular

Vtrea

Cristalina

La textura superficial depende de la dureza, tamao del grano y las caractersticas de la roca original. La forma y la textura del material pueden influir altamente en la resistencia a la flexin del concreto estas caractersticas se deben controlar obligatoriamente en los concretos de alta resistencia. Tambin se puede afirmar que la forma y textura de las arenas influyen en los requerimientos de agua en el concreto . 4.4.4. Por el Tamao del Agregado

HPminiResaltado

HPminiResaltado

HPminiResaltado

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Segn su tamao, los agregados para concreto son clasificados en:

Agregados finos (arenas) y

Agregados gruesos (piedras). 4.5. FUNCIONES DEL AGREGADO 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 cbico. b. Proporciona una masa de partculas capaz de resistir las acciones mecnicas 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 comnmente identificados por un nmero denominado Mdulo de finura, que en general es ms pequeo a medida que el agregado es ms fino. La funcin de los agregados en el concreto es la de crear un esqueleto rgido y estable lo que se logra unindolos con cemento y agua (pasta). Cuando el concreto est fresco, la pasta tambin lubrica las partculas de agregado otorgndole cohesin 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 reducir su tamao y aparecern nuevas

superficies sin haberse modificado el peso total de piedra. Por la misma razn, los agregados de menor

tamao tienen una mayor superficie para lubricar y demandarn mayor cantidad de pasta.

En consecuencia, para elaborar concreto es recomendable utilizar el mayor tamao de agregado

compatible con las caractersticas de la estructura.

FIG. 4.1

La textura del material, dice que tan lisa o rugosa es la superficie del material es una caracterstica ligada

ala absorcin pues agregados muy rugosos tienen mayor absorcin que los lisos adems que producen

concretos menos plsticos.

4.6. PROCESO DE PRODUCCIN

La produccin de los agregados generalmente se realiza a cielo abierto y se suelen seguir las siguientes

actividades:

Eliminacin de las capas no explotables (rocas estriles, degradadas, alteradas, cubierta vegetal

etc).

HPminiResaltado



Extraccin de los materiales:

- Extraccin de los materiales sin consolidar

- Explotacin mixta.

Extraccin de materiales consolidados: suele utilizarse materiales explosivos para lograr la

fragmentacin de la roca los cuales son transportados despus en dumpers o fajas

transportadoras.

Transporte a la planta de tratamiento: generalmente se trata que las canteras se encuentren lo

mas cerca posible a la obra de ser necesario el transporte este puede ser: mediante fajas

transportadoras o con camiones y/o dumpers.

Tratamiento de los agregados: a fin de obtener los agregados con las caracterstica deseadas se

pueden seguir las siguientes etapas:

El chancado o trituracin, para disminuir el tamao de las partculas empleando para ello equipos

como chancadoras de mandbula, percusin, giratorios, molinos de bolas u otros.

Intercalados entre la actividades de chancado se aparecen los equipos de clasificacin que nos

permitirn seleccionar las partculas de un material de acuerdo a sus tamaos separndolas entre

las que pasan y las que no pasan.

Muchas veces va ser necesario lavar el material para eliminar el exceso de finos que puede alterar

la adherencia del material as como la resistencia principalmente.

Almacenamiento y envo.

4.7. PROPIEDADES DEL AGREGADO

4.7.1. Propiedades fsicas

a. Densidad Depende de la gravedad especfica de sus constituyentes slidos como de la porosidad del material mismo. La densidad de los agregados es especialmente importante para los casos en que se busca disear concretos de bajo o alto peso unitario. Las bajas densidades indican tambin que el material es poroso y dbil y de alta absorcin.

b. Porosidad La palabra porosidad viene de poro que significa espacio no ocupado por materia slida en la partcula de agregado es una de las ms importantes propiedades del agregado por su influencia en las otras propiedades de ste, puede influir en la estabilidad qumica, resistencia a la abrasin, resistencias mecnicas, propiedades elsticas, gravedad especfica, absorcin y permeabilidad.

c. Peso Unitario Es el resultado de dividir el peso de las partculas entre el volumen total incluyendo los vacos. Al incluir los espacios entre partculas influye la forma de acomodo de estos. El procedimiento para su determinacin se encuentra normalizado en ASTM C 29 y NTP 400.017. Es un valor til sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a volmenes y viceversa. Por ejemplo para un agregado grueso pesos unitarios altos significan que quedan muy pocos huecos por llenar con arena y cemento.

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

100

...% x

SxW

CUPSxWvacios

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HPminiResaltado

HPminiResaltado

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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 partcula, su influencia esta en la mayor o menor

cantidad de agua necesaria en la mezcla se expresa de la siguiente forma:

100sec

sec% x

oPeso

oPesonaturalPesohumedad

4.7.2 Propiedades Resistentes

a. Resistencia La resistencia de los agregados dependen de su composicin textura y estructura y la resistencia del concreto no puede ser mayor que el de los agregados; si los granos de los agregados no estn bien cementados unos a otros consecuentemente sern dbiles. La resistencia al chancado o compresin del agregado deber ser tal que permita la resistencia total de la matriz cementante. La norma britnica establece un mtodo para medir la resistencia a la compresin de los agregados utilizando cilindros de 25.4mm de dimetro y altura

b. Tenacidad Esta caracterstica esta asociada con la resistencia al impacto del material, est directamente relacionada con la flexin, angularidad y textura del material. c. Dureza Se define como dureza de un agregado a su resistencia a la erosin abrasin o en general al desgaste. La dureza de las partculas depende de sus constituyentes. Entre las rocas a emplear en concretos stas deben ser resistentes a procesos de abrasin o erosin y pueden ser el cuarzo, la cuarzita, las rocas densas de origen volcnico y las rocas silicosas. d. Mdulo de elasticidad Es definido como el cambio de esfuerzos con respecto a la deformacin elstica, considerndosele como una medida de la resistencia del material a las deformaciones. El mdulo elstico se determina en muy inusual su determinacin en los agregados sin embargo el concreto experimentar deformaciones por lo que es razonable intuir que los agregados tambin deben tener elasticidades acordes al tipo de concreto. El valor del modulo de elasticidad adems influye en el escurrimiento plstico y las contracciones que puedan presentarse.

TABLA 4.1

Valores de mdulos elsticos

Tipo de agregado Mdulo Elstico

GRANITOS 610000 kg/cm

ARENISCAS 310000 kg/cm

CALIZAS 280000 kg/cm

DIABASAS 860000 kg/cm

GABRO 860000 kg/cm

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4.7.3 Propiedades Trmicas

a. Coeficiente de expansin Cuantifica la capacidad de aumento de dimensiones de los agregados en funcin de la temperatura, depende mucho de la composicin y estructura interna de las rocas y vara 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 especfico Es la cantidad de calor necesaria para incrementar en un grado centgrado la temperatura. No vara mucho en los diversos tipos de roca salvo en el caso de agregados muy ligeros y porosos.

c. Conductividad trmica

Es la mayor o menor facilidad para conducir el calor. Esta influenciada bsicamente por la porosidad siendo su rango de variacin 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 trmicos dentro de una masa. Se expresa como el cociente de dividir la conductividad entre el producto de calor especifico por la densidad.

4.7.4 Propiedades Qumicas

a. Reaccin Alcali-Slice Los lcalis en el cemento estn constituidos por el xido 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 reaccin es necesario contenidos de lcalis del orden del 0.6% temperaturas ambientes de 30C y humedades relativas de 80% y un tiempo de 5 aos para que se evidencie la reaccin. Existen pruebas de laboratorio para evaluar estas reacciones que se encuentran definidas en ASTM C227, ASTM C289, ASTM C-295 y que permiten obtener informacin para calificar la reactividad del agregado.

b. Reaccin Alcali-carbonatos Se produce por reaccin de los carbonatos presentes en los agregados generando sustancias expansivas , en el Per no existen evidencias de este tipo de reaccin.

Los procedimientos para la evaluacin de esta caracterstica se encuentran normalizados en ASTM C-586.

4.8. NORMAS Y REQUISITOS DE LOS AGREGADOS PARA EL CONCRETO

4.8.1 Requisitos Obligatorios

a. Granulometra

Los agregados finos y grueso segn la norma ASTM C-33, Y NTP 400.037 debern cumplir con las

GRADACIONES establecidas en la NTP 400.012, respectivamente.

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TABLA 4.2

REQUISITOS GRANULOMTRICOS PARA EL AGREGADO GRUESO

Tamao Nominal

% PASA POR LOS TAMICES NORMALIZADOS

100

mm

( 4 )

90

mm

(3 )

75

mm ( 3 )

63

mm

(2 )

50

mm

( 2 )

37.5

mm

( 1 )

25

mm

( 1 )

19

mm

( )

12.5

mm

( )

9.5

mm

(3/8)

4.75

mm

(N4 )

2.36

mm

( N8 )

1.18

mm

(N16 )

90 mm a 37.5 mm ( 3 a 1 )

100 90 a

100 --

25 a 60

-- 0 a 15

-- 0 a 5

-- -- -- -- --

63 mm a 37.5 mm ( 2 a 1 )

-- -- 100 90 a

100

35 a 70

0 a 15

-- 0 a 5

-- -- -- -- --

50 mm a 25 mm (2 a 1 )

-- -- -- 100 90 a

100

35 a 70

0 a 15

-- 0 a 5

-- -- -- --

50 mm a 4.75 mm ( 2 a N4 )

-- -- -- 100 95 a

100 --

35 a 70

-- 10 a 30

-- 0 a 5

-- --

37.5 mm a 19 mm ( 1 a )

-- -- -- -- 100 90 a

100

20 a 55

0 a 15

-- 0 a 5

-- -- --

37.5mm a 4.75mm ( 1 a N4 )

-- -- -- -- 100 95 a

100 --

35 a 70

-- 10 a 30

0 a 5

-- --

25 mm a 12.5 mm (1 a )

-- -- -- -- -- 100 90 a 100

20 a 55

0 a 10

0 a 5

-- -- --

25 mm a 9.5 mm (1 a 3/8 )

-- -- -- -- -- 100 90 a

100

40 a 85

10 a 40

0 a 15

0 a 5

-- --

25 mm a 4.75 mm ( 1 a N4 )

-- -- -- -- -- 100 95 a

100 --

25 a 65

-- 0 a 10

0 a 5

--

19 mm a 9.5 mm ( a 3/8 )

-- -- -- -- -- -- 100 90 a

100

20 a 55

0 a 15

0 a 5

-- --

19 mm a 4.75 mm ( a N4 )

-- -- -- -- -- -- 100 90 a

100 --

20 a 55

0 a 10

0 a 5

--

12.5mm a 4.75mm ( a N4 )

-- -- -- -- -- -- -- 100 90 a

100

40 a 70

0 a 15

0 a 5

--

9.5mm a 2.38mm ( 3/8 a N8 )

-- -- -- -- -- -- -- -- 100 85 a

100

10 a 30

0 a 10

0 a 5



TABLA 4.3

Requisitos granulomtricos para el agregado fino

TAMIZ

LIMITES

TOTALES

9.5 mm (3/8") 100

4.75 mm (N4) 95 - 100

2.38 mm (N8) 80 - 100

1.20 mm (N16) 50 - 85

0.60 mm (N30 25 - 60

0.30 mm (N50) 10 30

0.15 mm (N 100) 2 10

* Incrementar 15% cuando se trata de agregado fino triturado, excepto cuando se usa para pavimentos de alta resistencia Nota: Se permite el uso de agregados que no cumplan con las gradaciones especificadas, siempre y cuando existan estudios calificados a satisfaccin de las partes, que aseguren que el material producir concretos con la calidad requerida Adems del tamao mximo tambin es importante que la cantidad de granos de menor tamao est bien balanceada en la composicin total del agregado. Los agregados con falta de esos tamaos tienen una mayor cantidad de espacios vacos entre sus partculas y puestos en el concreto requerirn mas cantidad de pasta. Adems, en dichos concretos la piedra tiende a separarse con mayor facilidad. Para evitar estas situaciones, la Norma establece curvas granulomtricas entre las que debe quedar comprendido el agregado a usar en el concreto.

b. Sustancias dainas

Se prescribe tambin que las sustancias dainas, no excedern los porcentajes mximos siguientes:

TABLA 4.4

LIMITES PARA LAS SUSTANCIAS PERJUDICIALES

DESCRIPCIN AGREGADO AGREGADO

FINO (%) GRUESO (%)

1) lentes de arcilla y particulas 3 2.0 a 10.0 ( c )

Desmenuzables

2) material menor que la malla # 200 3.0 a 5.0 (a) 1.0 (g)

3) carbon y lignito 0.5 a 1.0 (b) 0.5 a 1.0 (d)

3) particulas ligeras (G< 2.4) ----- 3.0 a 8.0 (e)

5) suma de 1), 3) y 4) ----- 3.0 a 10.0 (f)

6) abrasin ----- 50

7) desgaste con sulfato de Na 10 12

8) desgaste con sulfato de Mg 15 18

HPminiResaltado



Notas : a). 3 % par concretos sujetos a abrasin y 5 % para los demas. Ssi se trata de arena proveniente de chancado y el material < #200 no es arcilla, los limites 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 arquitectnico en clima severo y moderado, 3% para losas y pavimentos expuestos a humedecimiento, 5% en estructuras interiores y 10 % en zapatas y columnas intariores. d). 0.5% en concreto al exterior, 1% en el resto. e). 3% en concreto arquitectnico, 5% en concreto a la intemperie, 8% en el resto. f). 3% y 5% en concreto estructuralen clima severo y moderado, 7% en concreto a la intemperie, 10% en el resto. g). Este limite puede incrementarse a 1.5% si el material



La especificacin de forma, nueva en nuestro medio, recoge los estudios realizados en Estados Unidos y en Europa (donde esta caracterstica es normalizada), confrontando adems la experiencia nacional.

g. Granulometra del agregado fino

Deber corresponder a la gradacin C de la tabla, se permitir el uso de agregado que no cumpla con la gradacin siempre y cuando existan estudios calificados a satisfaccin de las partes que aseguren que el material producir concreto de la calidad requerida.

h. Inalterabilidad del Agregado (Durabilidad)

El agregado utilizado en concreto y sujeto a la accin de las heladas deber cumplir adems de los requisitos obligatorios, el requisito de resistencia a la desintegracin , por medio de soluciones saturadas de sulfato de sodio o sulfato de magnesio. La prdida promedio de masa despus de 5 ciclos no deber exceder de los siguientes valores:

TABLA 4.6

% de Prdida promedio del agregado

Solucin utilizada

% mximo de prdida de masa (5 ciclos)

Agregado Fino Agregado Grueso

10 % 12 %

15 % 18 %

4.8.2 Requisitos Opcionales El agregado utilizado en concreto sujeto permanentemente a la humedad o en contacto con suelos hmedos, no deber contener sustancias dainas que reaccionen qumicamente con los lcalis del cemento, por cuanto producen expansiones excesivas en el concreto. En caso de estar presente tales sustanciales, el agregado puede ser utilizado con cementos que puedan tener menos del 0,6% de lcalis calculados como xido de sodio (Na2O + 0,658 K2O), con el aadido de un material que prevenga la expansin daina debido ala reaccin lcali-agregado. La reaccin lcali-agregado es un problema comn en Estados Unidos, lo que ha originado importantes investigaciones al respecto. Sin embargo en nuestro pas pocas veces se han registrado estos casos. De presumirse la presencia de sales solubles en el agregado en especial al tratarse de lugares vecinos al mar, descargas de afluentes industriales, etc. El agregado para concreto deber cumplir con los siguientes lmites admisibles expresados en porcentaje total en peso, referidos a resultados obtenidos en ambos agregados.

TABLA 4.7

Contenidos mximos de sulfato en el concreto

CONTENIDO DE SULFATOS EN VALORES MXIMOS

Concreto pretensado 0.02% (200 ppm)

Concreto Armado 0.06% (600ppm)

Para proteger al acero de la corrosin en el concreto armado pretensado, los reglamentos estipulan un mximo de in cloro como suma total de todos los componentes (agua, agregados y cementos). El cdigo del ACI especifica el porcentaje, (en peso del cemento), del mximo in de cloro como suma de todos los componentes:

HPminiResaltado

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2

1100H

HES

TABLA 4.8

Contenidos mximos del in cloruro

TIPO DE CONCRETO % EN PESO MXIMO DEL IN

CLORURO

Concreto pretensazo 0.06%

Concreto armado expuesto a cloruros 0.15%

Concreto armado seco y protegido 1%

Otras construcciones de concreto armado 0.3%

El equivalente de arena del agregado utilizado en concretos de fc = 210 Kg/cm de resistencia de diseo o mayores as como los utilizados en pavimentos de concreto deber ser igual o mayor a 75. Para otros concretos, el equivalente de arena ser igual o mayor 65. Este mtodo es una opcin con respecto al requisito del material mas fino que pasa el tamiz N 200, en especial cuando los muy finos no tienen carcter perjudicial. El ensayo fue desarrollado por el Laboratorio de Caminos del Estado de California, tiene en la actualidad aplicacin internacional. La prueba consiste en agitar cierta cantidad de arena en una probeta con una solucin de lavado defloculante, dejando reposar la mezcla. El valor del equivalente de la arena se calcula con la expresin: Siendo:

totalAlturaH

sediemtodelAlturaH

2

1

4.8.3 El agregado global ( NTP 400.037 )

La norma contiene un apndice y a manera de informacin acerca de husos granulomtricos considerados ptimos, para los proporcionamientos de finos y gruesos en el diseo de mezclas, dentro de los cuales se pueden obtener concretos trabajables y compactos. Esta informacin tiene carcter de orientacin y en ningn caso es prescriptiva. El agregado global es aquel material compuesto de agregado fino y grueso, cuya granulometra cumple con los lmites dados en la siguiente tabla:

H1

H2

HPminiResaltado

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TABLA 4.9

Granulometra del Agregado Global

TAMIZ

PORCENTAJE EN PESO QUE PASA

Tamao nominal 37.5 mm (1 in)

Tamao nominal 19.0 mm ( in)

Tamao nominal 9.5 mm (3/8 in)

50 mm ( 2 ) 100 --- ---

37.5 mm ( 1 ) 95 a 100 100 ---

19 mm ( ) 45 a 80 95 a 100 ---

12.5 mm ( ) --- --- 100

9.5 mm ( 3/8 ) --- --- 95 a 100

4.75 mm (No 4) 25 a 50 35 a 55 30 a 65

2.36 mm (No 8) --- --- 20 a 50

1.18 mm (No 16) --- --- 15 a 40

600 m (No 30) 8 a 30 10 a 35 10 a 30

300 m (No 50) --- --- 5 a 15

150 m (No 100) 0 a 8* 0 a 8* 0 a 8*

* Incrementar a 10% para los finos de roca triturada.

4.9. CRITERIOS A TENER EN CUENTA 4.9.1 Canteras

En algunos casos corresponder al contratista la ubicacin y seleccin de las canteras de agregados disponibles en la zona, esta deber incluir estudios geolgicos, petrogrficos, composicin mineral del material propiedades fsicas, resistentes, costo de operacin, rendimiento, potencialidad, accesibilidad etc. Estas canteras seleccionadas debern ser aprobadas por la inspeccin previa presentacin de certificados de ensayos en laboratorio. En la bsqueda y seleccin de la cantera el ingeniero debe tener en cuenta sobre la ubicacin, cantidad de agregado requerido el tamao mximo a ser empleado y las caractersticas generales de construccin, asimismo debe estar informado sobre los efectos que sobre las propiedades del concreto tienen la granulometra, las caractersticas fsicas y la composicin del agregado. El laboratorio seleccionado para la evaluacin de las propiedades de los agregados deber contar con equipos calibrados, y conocer de los procedimientos normalizados. La seleccin y aprobacin final de la cantera ser hecha por el inspector previa presentacin por el contratista de los certificados de un Laboratorio Oficial. Mediante el estudio cuidadoso y seleccin adecuada de las canteras a ser utilizadas ,el proyectista podr conocer que agregados existen o pueden ser disponibles en la zona de trabajo y la conveniencia o no de su utilizacin.

4.9.2. Especificaciones para la compra

Se incluir la informacin necesaria en la orden de compra en la medida que sea conveniente:

Incluir las Normas correspondientes



Referir si la orden de compra es para agregado grueso, fino u hormign. Cantidad en Toneladas o metros cbicos.

Si la orden es para agregado fino:

La especificacin granulomtrica Restricciones para los materiales reactivos El lmite para el material que pasa la malla N 200, sino se indica deber ser 3%. El lmite para carbn y lignito, sino se indica se deber aplicar mximo el 1%.

Si la orden es para agregado grueso:

La granulometra y el huso Restricciones sobre material reactivo Sino no se especifica acerca de la inalterabilidad del agregado cualquiera podr ser empleada. El peso deber ser determinado incluyendo la humedad al momento del transporte no se deber

aadir agua al momento de la carga.

4.9.3. Especificaciones Tcnicas de los agregados

Los agregados a utilizar en la obra debern cumplir las especificaciones tcnicas que aseguren la calidad final de la obra. Aquellos agregados que no cumplan algunos requisitos podrn ser empleados siempre que se demuestre con pruebas de laboratorio o experiencia en obra que se pueden producir concretos de la calidad especificada. Los requisitos que deben cumplir los agregados para uso en concreto se encuentran estipulados en ASTM C33 as como en NTP 400.037. Los agregados que van estar sometidos a humedecimiento, exposicin prolongada a atmsferas hmedas, o en contacto con suelos hmedos no debern tener ningn material que sea potencialmente reactivo con los lcalis del cemento a fin de evitar expansiones.

El ensayo de estabilidad de volumen se recomienda para agregados que van a ser empleados en concretos sometidos a procesos de congelacin y deshielo. Aquellos agregados que no pasen esta prueba podrn ser usados slo demostrando que un concreto de caractersticas similares en la zona tiene un registro de servicio satisfactorio en esas condiciones de intemperismo. Asimismo es necesario utilizar agregados con contenido de sales solubles totales en porcentajes menores del 0.015% en peso del cemento.

4.9.3.1. Respecto al Agregado fino

Debe estar compuesto de partculas limpias de perfil angular duras y compactas libre de materia

orgnica u otras sustancias dainas. Debe estar graduado dentro de los lmites dados en los requisitos obligatorios. El mdulo de fineza debe estar entre 2.3 a 3.1 Deber estar libre de materia orgnica, que es determinado mediante el ensayo indicado en

ASTM C 40 ,si no cumple con esta especificacin puede ser utilizado siempre que realizado el ensayo de compresin a los 7 das de morteros preparados con arena sana y otros con la arena en cuestin la resistencia no sea menor del 95% .

4.9.3.2. Respecto al Agregado grueso

Estar conformado de fragmentos cuyos perfiles sean preferentemente angulares o

semiangulares, limpios, duros, compactos, resistentes y de texturas preferentemente rugosas y libres de material escamoso o partculas blandas.

La resistencia a la compresin del agregado no ser menor de 600 kg/cm Estar graduado dentro de los lmites especificados en la tabla de requisitos obligatorios. El tamao mximo del agregado a tomar ser:

- 1/5 de la menor dimensin entre caras de encofrados



- 1/3 de la altura de las losas - 3/4 del espacio libre mnimo entre varillas individuales de refuerzo.

Para el caso de ser necesario el lavado del material este debe hacerse con agua libre de materia

orgnica, sales o slidos en suspensin. 4.9.3.3. Respecto al Hormign

Es una mezcla natural en proporciones arbitrarias de agregados fino y grueso, deber estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partculas blandas o escamosas sales, lcalis materia orgnica u otras sustancias dainas para el concreto. El hormign podr emplearse en concretos simples o armados de resistencias en compresin de hasta 140 kg/cm a los 28 das y el contenido mnimo de cemento ser de 255 Kg/m. El hormign ser transportado y almacenado tal que se garantice la no contaminacin con materiales que podran reaccionar con el cemento generando cambios de comportamiento. 4.9.4. Transporte

Durante el transporte del material se deber garantizar:

- La prdida de finos ser mnima. - Mantener la uniformidad. - No se producir contaminacin con sustancias extraas. - No se producir rotura o segregacin importante en ellos.

4.9.5. Contaminacin

La mayora de los agregados presentan algn grado de contaminacin, los elementos perjudiciales a tener en cuenta son las partculas muy finas que exigirn agua en exceso en la mezcla, las partculas dbiles o inestables que actan sobre la hidratacin del cemento, excesos en estas caractersticas pueden ser eliminados mediante procesos de lavado. 4.9.6. Almacenamiento en obra El material que durante su almacenamiento en obra se deteriora o contamina no deber emplearse en la preparacin del concreto. Los agregados se almacenarn o apilarn de manera de impedir la segregacin de los mismos, su contaminacin con otros materiales, o su mezclado con agregados de diferente granulometra o caractersticas. Para garantizar que esta condicin se cumpla deber realizarse ensayos, en el punto de dosificacin, a fin de certificar la conformidad con los requisitos de limpieza y granulometra. La zona de almacenamiento deber ser lo suficientemente extensa y accesible para facilitar a el acomodo y traslado del agregado al sitio de mezclado. Las pilas de agregado se tomarn por capas horizontales de no filas de un metro de espesor. Estas capas debern tener facilidad para drenar o fin de obtener un contenido de humedad relativamente uniforme. 4.9.7. Ensayo de los materiales La Inspeccin podr ordenar, en cualquier etapa de la ejecucin del proyecto, ensayos de certificacin de la calidad de cualquiera de los materiales empleados. El ensayo del cemento y los agregados se realizar de acuerdo a las Normas NTP ASTM correspondientes. El ensayo del agua se efectuar de acuerdo a la Norma NTP 339.088. Estos se efectuarn en un Laboratorio autorizado por la Inspeccin. Los resultados de los ensayos se anotarn en el Registro anexo al Cuaderno de Obras; debiendo estar una copia a disposicin de la Inspeccin hasta la finalizacin de la obra. Los resultados de los ensayos forman parte de los documentos entregados al propietario con el Acta de Recepcin de Obra.



PREGUNTAS DE REPASO DEL CAPTULO

1.- Se tiene la siguiente granulometra, Determine : TM, TMN, M.F;

Tamiz 1 3/8 4 8 16 30 50 100 Fondo

Pesos (grs) 165 120 130 156 169 225 359 269 106 55

2.- Se tienen los siguientes datos de laboratorio:

GRANULOMETRIA

Tamiz 1 3/4 1/2 3/8 1/4 4 8 16 30 50 100 fondo

Pesos

reten(grs) 211 4016 4488 665 76 8 24

Pesos

reten.(grs) 5 100 197 186 145 108 69 90

PESOS UNITARIOS

PESO MUESTRA +

RECIP ( GR)

PESO RECIP ( GR) VOL. RECIP.

PESO UNITARIO SUELTO (KG/M3)

ARENA 7522 2778 1/10 PIE3

PIEDRA 20600 6900 1/3 PIE3

PESOS ESPECIFICOS

PESO AGUA

W

PESO SECO

(A)

VOL ( V)

P.E MASA PESO SAT. SUP. SEC

( B) ABSOR.%

PESO SAT. SUM. ( C)

ARENA 311.5 498 500 A/ (V-W) (500-

A)*100 A

PIEDRA 3958 A/ ( B-C) 4000 ( B-A)*100

A 2567

HUMEDAD

PESO

INICIAL( GR)

PESO SECO

(GR)

PESO DEL

AGUA(GR) % HUMEDAD

ARENA 900 895

PIEDRA 1190 1186.5



Combine los materiales y obtenga un agregado global cuyo M.F. sea igual a 5.75

Obtenga los pesos unitarios , pesos especficos , humedad, absorcin del agregado global.

5.- Se tienen las granulometras de la arena y piedra , Determine : TM, TMN, M.F, combine y estime un

agregado global cuyo Modulo de fineza sea 5.6

Tamiz 11/2 1 3/8 4 8 16 30 50 100 Fond

o

Pesos

( grs)

1250 1180 1125 562

120 130 156 169 225 359 269 106 55

Elija en cual de los husos granulomtricos se adecua mejor, esta combinacin.

6.- Se tienen las siguientes granulometras:

Tamiz 3/8 4 8 16 30 50 100 Fondo

Pesos

( grs)

1125 562 350 159 132

130 156 169 225 359 269 106 55

Combinar estos agregados a fin de tener un agregado global que cumpla los requisitos granulomtricos

para concreto bombeable DIN 1047.

7.-Se tienen los resultados de un ensayo de inalterabilidad del agregado global utilizando el reactivo

Sulfato de sodio que a continuacin se muestran:

Determine:

El porcentaje de perdida (durabilidad) de la arena

El porcentaje de perdida ( durabilidad) de la piedra

Es posible utilizar este agregado en condiciones de hielo y deshielo Porque?

8.- Se tienen 3 posibles canteras que Ud. deber seleccionar de acuerdo a la siguiente informacin:

Tamiz %retenido Peso inicial Peso final

34 500.5 493

36.9 670 667

3/8 15 331 318

12.7 300 288

N4 10.9 200 189

N8 11.7 97.5 91.5

N16 27.3 100 95

N30 24.8 100 94

N50 17.6 100 96



Cantera 1: Arena 40%, Piedra T.M.N >6, 30% / a 1.5m. existe 0.7m de arcilla

Cantera 2: Arena 50%, Piedra T.M.N>6 = 15%/ de 2- 2.5 m, material >10

Cantera 3 : Arena 25%, Piedra T.M.N>6= 15%/de 1.5 a 1 m, lentes de arcilla. Para todos los casos

considere dimensiones de las canteras de 50*50*3m. ( 4 pts)

Volumen de Concreto total = 3000m3

Peso especifico P.Unitario % malla #200 Durabilidad %

Arena1 2.55 1650 4 13

Piedra 1 2.65 1550 1.2 15

Arena 2 2.48 1690 5 11

Piedra 2 2.62 1520 1 12

Arena 3 2.58 1580 4.2 10

Piedra 3 2.7 1600 1 11

Indique Ud. la extensin aproximada de las canteras que utilizar para poder obtener el volumen suficiente

de material; considere el esponjamiento del material 10%. Que cantera seleccionara Ud.

9.- Se tienen los resultados de ensayos de laboratorio siguientes:

ENSAYO ARENA PIEDRA REQUISITO ASTM

% QUE PASA #200 4% 1.5%

% DESGASTE LOS

ANGELES

35%

DURABILIDAD

(SULFATODE SODIO)

12% 14%

De acuerdo a los requisitos de la norma proponga soluciones para el caso en los agregados no cumplan



1. ENSAYOS FSICOS EN AGREGADOS

INTRODUCCIN

Los agregados en el concreto se encuentran ocupando aproximadamente el 70% del volumen de la unidad cbica del concreto y su influencia es tanto en el estado fresco como en el estado endurecido, se recomienda que el agregado contenga partculas limpias y adecuadamente conformadas y durables capaz de resistir cambios fsicos o qumicos. La aceptacin o rechazo de los agregados para concreto deber hacerse con base en los resultados de ensayo de laboratorio, pero adems la norma menciona que en caso que en caso no se cumpla algunos de los requisitos se puede utilizar estos materiales siempre que se demuestre por experiencias de obras que se pueden producir concretos de caractersticas deseadas. La inspeccin debe solicitar en cualquier etapa de la ejecucin del proyecto; los certificados de los ensayos de laboratorio los que deben ser acordes a procesos normalizados tanto en las NTP ASTM. OBJETIVO Conocer los requisitos y procedimientos de ensayo que deben cumplir los agregados para sus usos en concretos y morteros. FUNDAMENTO TEORICO La calidad del concreto depende mucho de las caractersticas de los agregados ya que estos conforman casi las 3/4 partes del volumen total de la mezcla por lo que es conveniente verificar sus propiedades. DEFINICIONES

Agregados

Llamados tambin ridos es el conjunto de partculas de origen natural o artificial que pueden ser tratadas o elaboradas y cuyas dimensiones estn comprendidas entre los limites fijados por la norma NTP 400.037.

Agregado fino (arena)

Material que pasa la malla 3/8" y que queda retenido en el tamiz N 200.

Agregado grueso (piedra)

Material retenido en el tamiz N 4 puede ser:

- Grava (Canto rodado): por lo general se encuentra en lechos de ros.

- Piedra Chancada: el que se obtiene por la trituracin de las rocas.

Hormign (agregado global)

Los que en su forma natural contienen arena y piedra en proporciones aleatorias.

Tamao mximo

Corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra de agregado.

Tamao mximo nominal

Corresponde al menor tamiz que produce el primer retenido.

GUIA DE LABORATORIO PARA ENSAYOS DE AGREGADO PARA CONCRETO



Modulo de fineza

Criterio establecido por Duff Abrams en 1,925 ; granulometras que tengan iguales mdulos de fineza independientemente de la gradacin de sus partculas requieren la misma cantidad de agua para obtener similares propiedades de trabajabilidad y resistencia.

M. F. = % Acumulac. Reten. (3,11/2", 3/4",3/8",N4, N8, N16,N30, N50,N100)

100

Superficie especifica

Considerando que todas las partculas son esfricas,,se define a la superficie especifica como el rea superficial total referida al peso volumen absoluto.

Procedimiento de Ensayo (NTP 400.012)

EXTRACCIN Y PREPARACIN DE LAS MUESTRAS DE AGREGADOS EN LABORATORIO

La Importancia radica en la influencia que el muestreo tiene en el control de

calidad de la produccin del concreto.

Las masa debern ser previstas tanto para el tipo y cantidad de ensayos que se van a ejecutar. En las respectivas normas de ensayo se especifican la cantidad de muestra para un ensayo.

Se deber prevenir las prdidas o contaminacin de las muestras; o daos por manipuleo durante el transporte mediante bolsas u contenedores que aseguren que la muestra mantendr en lo posible sus caractersticas de obra.

Adems es importante la identificacin de los Muestras tanto en el reporte de campo como en el laboratorio y reporte de ensayo, tal que sean coincidentes.

Muestra representativa

PROCEDIMIENTO

Para ensayo en el laboratorio:

1. Se proceder a mezclar adecuadamente la muestra representativa.

2. Con esta muestra procedemos a formar un montn al cual le daremos base circular ayudndonos de una pala.

3. Dividimos entonces en cuatro partes cortando el montn diametralmente.

4. Procedemos ahora a mezclar las partes opuestas y se volver a repetir el procedimiento descrito anteriormente.

5. El procedimiento se repetir hasta que obtengamos la cantidad necesaria para el ensayo.

Muestra Representativa



Procedimiento de Ensayo (NTP 400.012:2001)

ENSAYO DE GRANULOMETRIA

PROCEDIMIENTO

1. Pesar la muestra "seca" con una aproximacin de 0.1 % de acuerdo a lo que se indica en la TABLA 2.

2. El tamizado se hace usando los tamices que se indican en la TABLA 1; colocados en orden decreciente segn tamao de abertura.

TABLA 4.10

Relacin de Tamices para el Ensayo de Granulometra

AGREGADO TAMICES NTP

GRUESO

3" 2 1/2"

2" 11/2"

1" 3/4" 1/2" 3/8"

FINO

N 4 N 8

N 16 N 30 N 50

N 100

3. El material a tamizar se coloca en la malla superior, y mediante el empleo de la Mquina Vibradora se imprime movimientos de vaivn a la muestra (No se debe forzar el paso de una partcula con la mano).

4. Se procede a retirar cada tamiz y pesar el material retenido (Verificar que la suma total corresponda al peso inicial).

FIG. 4.2

Mquinas Vibradoras para agregados Fino y Grueso



RESULTADOS

Usando el formato adjunto, se procede a obtener los % retenidos y los % retenidos acumulados, estos % se redondean a nmeros enteros, excepto el correspondiente a la malla N 200 que se da con una aproximacin del 0.1%.

La norma NTP establece gradaciones (Ver TABLA 3 y TABLA 4) para el agregado fino y grueso; se debe verificar las muestras ensayadas en cual de estas gradaciones se acomodan y reportar el grfico de "Curva Granulometrica".

DATOS DE LABORATORIO

1. AGREGADO GRUESO

TAMIZ PESO RET EN

C/MALLA (GR)

% RET EN

C/MALLA

% ACUM

RET.

% ACUM.

QUE PASA Pulg. mm

2" 50.8

1 1/2" 38.1

1" 25.4

" 19

" 12.7

3/8" 9.51

" 6.35

FONDO

2. AGREGADO FINO

GRANULOMETRIA DEL AGREGADO GRUESO

(NORMA NTP 400.012)

MUESTRA: PETICIONARIO:

PESO DE LA MUESTRA:

FECHA: PROCEDENCIA:

MF =

GRANULOMETRIA DEL AGREGADO GRUESO

(NORMA NTP 400.012:2001)

MUESTRA: PETICIONARIO:

PESO DE LA MUESTRA:

FECHA: PROCEDENCIA:



TAMIZ PESO RET EN

C/MALLA (GR)

% RET EN

C/MALLA

% ACUM

RET.

% ACUM.

QUE PASA Pulg. mm

3/8" 9.51

1/4" 6.35

N 4 4.68

N 8 2.38

N 16 1.23

N 30 0.60

N 50 0.31

N 100 0.15

FONDO

TABLA 4.11

Peso de la Muestra para el ensayo

MALLA NTP PESO APROX. DE LA MUESTRA (KG)

3/8" 2

1/2" 4

3/4" 8

1" 12

1 1/2" 16

2" 20

2 1/2" 25

3" 45

3 1/2" 70

MF =



TABLA 4.12

GRANULOMETRIA DEL AGREGADO FINO

*Incrementar a 15% para agregado fino triturado, excepto cuando se use para pavimentos.

FIG. 4.3

FORMATOS DE LABORATORIO (Graficas-Ejemplos)

TAMIZ

LIMITES

TOTALES

9.5 mm (3/8") 100

4.75 mm (N4) 95 - 100

2.38 mm (N8) 80 - 100

1.20 mm (N16) 50 - 85

0.60 mm (N30 25 - 60

0.30 mm (N50) 10 30

0.15 mm (N 100) 2 10

A. GRUESO

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

1"3/4"1/2"3/8"N4N8N16N30N50

TAMICES

% P

AS

A

A. GRUESO

A. FINO

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

3/8

"

N4

N8

N1

6

N3

0

N5

0

N1

00

FO

ND

O

TAMICES ASTM

% P

ASA

A. FINO




ENSAYO DE PESOS UNITARIOS

PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL PESO UNITARIO COMPACTADO

De acuerdo al tamao mximo del agregado se elige la capacidad del recipiente como se indica en la siguiente tabla:

TABLA 4.13

GRANULOMETRIA DEL AGREGADO FINO

CAPACIDAD DEL RECIPIENTE (PIE3)

TAMAO MAXIMO DE AGREGADO

(PULG)

1/10 1/2

1/3 1

1/2 1 1/2

1 4

FIG. 4.4

Recipientes para el ensayo del Peso Unitario Compactado

Con el material seco y bien muestreado (Mtodo del cuarteo), se llena la tercera parte del recipiente y se apisona con la varilla compactadora de 5/8", de 60 cm de longitud mediante 25 golpes distribuidos uniformemente sobre la superficie, se llena hasta las 2/3 partes y compactar nuevamente con 25 golpes, llenar la ultima capa y golpear nuevamente, lo sobrante eliminarlo con ayuda de la barra compactadora.

Al compactar la primera capa se procura que la barra no golpee el fondo del recipiente. Al compactar las 2 ultimas capas la barra debe penetrar la capa anterior aproximadamente 5 cm.

Pesar el recipiente as llenado y descontar el peso del recipiente con lo cual se obtendr el peso del Material Compactado.

El peso Unitario Compactado se obtendr de dividir el Peso del material Seco Compactado entre el Volumen del recipiente:

P. U. C = W compactado (kg)

Volum. Recip. (m)



PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL PESO UNITARIO SUELTO

1. PROCEDIMIENTO CON PALA

El recipiente se llena con una pala dejando caer el agregado desde una altura aproximada de 5 cm de la parte superior. Una vez lleno, se enrasa con la varilla.

Pesar el recipiente mas agregado suelto y restar el peso del recipiente.

FIG. 4.5

Recipientes para el ensayo del Peso Unitario Compactado

El peso unitario Suelto se obtiene:

P. U. S = W suelto (kg)

Volum. Recip. (m)


Peso Aparente Suelto

FINO GRUESO

Peso de la muestra + vasija

Peso de la vasija

Peso de la muestra suelta

PESO APARENTE SUELTO

(g/m3)

Peso Aparente Compactado

FINO GRUESO


Peso de la vasija

Peso de la muestra compactada

PESO APARENTE COMPACTADO

(g/m3)



FORMATO DE LABORATORIO

PESO UNITARIO DEL AGREGADO FINO GRUESO

1. PESO APARENTE SUELTO


Peso de la vasija

Peso de la muestra suelta

PESO APARENTE SUELTO (g/m3)

2. PESO APARENTE COMPACTADO


Peso de la vasija

Peso de la muestra compactada

PESO APARENTE COMPACTADO (g/m3)

3. CONTENIDO DE HUMEDAD

Peso de la muestra hmeda

Peso de la muestra secada al horno

Contenido de agua

CONTENIDO DE HUMEDAD (%)


ENSAYO DE PESO ESPECIFICO Y ABSORCIN

DEFINICIONES

La norma NTP 400.021 da las siguientes definiciones:

Peso Especifico:

Es la relacin a temperatura estable, entre la masa de un volumen unitario del material a la masa del mismo volumen de agua destilada libre de gas.

Peso Especifico Aparente:

Es la relacin a una temperatura estable de la masa en el aire de un volumen unitario de material en el aire de igual densidad de un volumen igual de agua destilada libre de gas. Si el material es un slido, el volumen es aquel de la porcin impermeable.

Peso Especifico de Masa:

Es la relacin a una temperatura estable de la masa en el aire de un volumen unitario de material permeable (incluyendo los poros permeables e impermeables, naturales de material); a la masa en el aire de igual densidad, de un volumen igual de agua destilada libre de gas.



Peso Especifico de Masa Saturada Superficialmente Seco:

Lo mismo que peso especifico de masa, excepto que la masa incluye el agua en los poros permeables.

Absorcin:

Es la cantidad de agua absorbida por el agregado despus de ser sumergido 24 horas en este, y se expresa como porcentaje del peso.

1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO PARA EL AGREGADO GRUESO

Lavar la muestra eliminando polvo e impurezas.

Sumergir en agua por 24 + 4 horas.

Sacar la muestra del agua y secar con una franela la superficie de las partculas, as se tendr la muestra saturada con la superficie seca, anotar el peso de la muestra saturada superficialmente seca (A).

Colocar la muestra saturada con superficie seca en la canastilla de alambre de la balanza hidrosttica y determinar su peso sumergido en agua a temperatura de 23 + 2 C (B).

FIG. 4.6

Canastilla y Balanza Hidrosttica

Secar la muestra hasta obtener el peso constante y pesar.

A PESO DE LA MUESTRA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA

(EN AIRE)

B Peso de la muestra saturada (en agua)

C Volumen de masa + Volumen de vacos = A + B

D Peso seco (en aire)

E Volumen de la masa = D - B

CLCULOS

P.E. masa = D/C

P.E. msss = A/C ABSORCION: % Abs = A - D x 100

P.E. apar. = D/E D



2. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO PARA EL AGREGADO FINO

Saturar una muestra mayor de 500 gramos.

Coger 500 gramos de muestra saturada superficialmente seca (Mtodo del Cono)

Pesar la fiola.

Introducir la muestra saturada superficialmente seca en la fiola.

Llenar con agua hasta la marca de 500 cc.

Eliminar las burbujas de aire agitando la fiola.

Dejar reposar por 15 - 20 minutos.

Determinar el peso total.

Tratar de botar un poco de agua del frasco.

Llevar al horno 24 horas.

Dejar enfriar a temperatura ambiente durante 1 hora y pesar.

FIG. 4.7

Fiola, Pipeta y Horno

A PESO DE LA ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA +

PESO DEL FRASCO + PESO DEL AGUA

B Peso de la arena saturada superficialmente seca + Peso del frasco

C Peso del agua = B - A

D Peso de la arena secada al horno

E Volumen del frasco

CLCULOS

P.E. masa = D P. E. msss = A P. E. apar = D (E - C) (E - C) (E - C)-(500 - D)

% Abs = 500 - D x 100

D




A. AGREGADO FINO B. AGREGADO GRUESO

A = A =

B = B =

C = C =

D = D =

E = E =

FORMATOS DE LABORATORIO

PESO ESPECIFICO Y ABSORCIN DEL AGREGADO GRUESO

NORMA: ASTM C-127-59 PETICIONARIO:__________

MUESTRA: _____________ PROCEDENCIA:___________

FECHA: ________________

Peso de la muestra secada al horno =A

Peso de la muestra saturada con superficie seca =B

Peso de la muestra saturada dentro del agua peso de la canastilla

Peso de la canastilla

Peso de la muestra saturada dentro del agua =C



PESO ESPECIFICO Y ABSORCIN DEL AGREGADO FINO

NORMA: ASTM C-128-59 PETICIONARIO:__________

MUESTRA: _____________ PROCEDENCIA: __________

FECHA: ________________

Peso de la arena superficialmente seca +

peso del baln + peso del agua

Peso de la arena superficialmente seca + peso del baln

Peso del agua

Peso de la arena secada al horno + peso del baln

Peso del baln

Peso de la arena secada al horno

Volumen del baln




ENSAYO DE DETERMINACIN DEL MATERIAL QUE PASA LA MALLA N 200

El material que pase la malla N 200 es un material muy fino constituido por arcilla y limo, se encuentra recubriendo el agregado grueso mezclado con la arena, este material es exceso es nocivo para el concreto ya que disminuye la adherencia del agregado con la pasta e incrementa los requerimientos de agua en la mezcla y puede afectar la resistencia.

Un moderado porcentaje de este material (Piedra: mximo 1%, Arena: mximo 5%) favorece la trabajabilidad de la mezcla.

FIG. 4.8

Malla N 200 75um

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

Con la muestra seca se pesa una cantidad cercana a la indicada en la siguiente tabla:

T. MAX DEL AGREGADO (PULG) PESO MNIMO MUESTRA

N 8 100

N 4 500

3/8" 2000

3/4" 2500

1 1/2" o ms 5000

Superponer los tamices de mayor a menor abertura.

Colocar el material en el recipiente y agregar agua hasta cubrir la muestra.

Agitar vigorosamente.

Verter las aguas de lavados en los tamices teniendo cuidado que no se pierdan partculas.

Repetir la operacin hasta que las aguas de lavado sean claras.



Se reintegra a la muestra el material retenido en los tamices.

Se seca nuevamente.

Pesar con aproximacin del 0.1 %.

El resultado se obtiene as:

% que pasa N 200 = P1 - P2 x100 P1= peso seco original P1 P2= peso seco despus del lavado


...........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................


ENSAYO DE INALTERABILIDAD DE AGREGADOS POR MEDIO DEL SULFATO DE SODIO

Este ensayo es obligatorio para concretos que sern sometidos a la accin de heladas, ya que puede ocurrir que por congelamiento del agua atrapada en los poros del agregado al expandirse de volumen ocasione agrietamientos y afecten al concreto.

La norma indica que los agregados para concreto sujeto a este tipo de clima despus de 5 ciclos del ensayo no perdern mas del 10 % para el agregado fino y mximo 12 % para el agregado grueso.

FIG. 4.9

Sulfato de Sodio

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

1. Muestra de Agregado Fino

Se usaran los siguientes tamices: N 100, N 50, N 30, N 16, N 8, N4; debiendo quedar por lo menos



100 gr. de material en cada uno de ellos.

2. Muestra de Agregado Grueso

La muestra ser de un peso tal que una vez tamizada queden las siguientes cantidades de cada uno de los distintos tamaos (Ver TABLA 3.14).

PROCEDIMIENTO

Lavar y secar la muestra hasta obtener peso constante.

Separar en los diferentes tamaos segn sea la muestra (Ver A. B.) mediante tamizado completo.

Obtener el peso adecuado para cada friccin y colocarlos en envases individuales. En el caso de fracciones ms gruesas que 3/4" se debe contar el numero de partculas.

Introducir las muestras en la solucin de sulfato de sodio, de 16 a 18 horas a la intemperie. La solucin debe cubrir la muestra a una profundidad mayor de 1.5 cm.

Sacar la muestra y dejar escurrir por 15 5 minutos la solucin que no hubiera cristalizado.

Secar en el horno hasta obtener peso constante.

Repetir este proceso hasta obtener el numero de ciclos requeridos (mnimo 5 ciclos), regresar a tem 3 hasta completar 5 ciclos.

TABLA 4.14

Peso de las muestras de agregado grueso

TAMICES PESO (GR.)

3/4" a 3/8"

3/8" a N 4

Consistiendo de:

Material de 3/4" a 1/2"

Material de 1/2" a 3/8"

1 1/2" a 3/4"

Consistiendo de:

Material de 1 1/2" a 1"

Material de 1" a 3/4"

2 1/2" 1 1/2"

Consistiendo de:

Material de 2 1/2" a 2"

Material de 2" a 1 1/2"

Para tamaos mayores se aumentara el tamao

del tamiz en incrementos de 1" para cada fraccin

1000

300

670

330

1500

1000

500

3000

2000

3000



RESULTADOS

A. EXAMEN CUANTITATIVO

Luego de completar el ciclo final, enfriar la muestra a temperatura ambiente.

Lavar cada fraccin por separado hasta eliminar el sulfato de sodio.

Secar cada fraccin hasta obtener peso constante y pesarlas.

Tamizar el agregado fino con el mismo tamiz en el que estaba retenido; y el agregado grueso tal como se indica:

TAMAO DEL AGREGADO MALLA

2 1/2" - 1 1/2" 1 1/4"

1 " - 3/4" 5/8"

3/4" - 3/8" 5/16"

3/8" - N 5 N 5

B. EXAMEN CUALITATIVO

Examinar cualitativamente las fracciones mayores de 3/4" despus de cada inmersin y cuantitativamente al completar el ensayo.

El examen cualitativo y la expresin de resultados se dividirn en dos partes:

(1) Observacin del efecto y la naturaleza de la accin producida por la solucin (desintegracin, agrietamiento, hendidura, etc.).

(2) Cmputo del nmero de partculas afectadas.

INFORME

Debe contener:

Porcentajes retenidos de la muestra original.

Peso de cada fraccin antes del ensayo.

Porcentajes de prdidas de cada tamao despus del ensayo.

Porcentajes de prdidas corregidas: (1) x (3)

100

Total de prdidas: perdidas parciales corregidas.

Carcter de la solucin




A. AGREGADO FINO

...........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

B. AGREGADO GRUESO

...........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................


ENSAYO PARA DETERMINAR CUALITATIVAMENTE LAS IMPUREZAS ORGNICAS DEL AGREGADO FINO

PROCEDIMIENTO

Tomar una muestra de 500 gramos o ms por cuarteo.

Llenar un frasco de vidrio ovalado de 500 ml de capacidad con la muestra hasta 1/3 de su altura.

Agregar la solucin al 3% de hidrxido de sodio (1 litro de agua + 30 gramos de hidrxido de sodio) hasta que la solucin y la muestra alcancen 2/3 de la altura del frasco.

Tapar el frasco y agitar vigorosamente; dejar reposar durante 24 horas.

Comparar el color del liquido que sobrenada con el Vidrio comparador patrn Gardner N 11 (Escala colorimetra Gardner). Anotar si es ms obscuro, mas claro o igual.

FIG. 4.10

Solucin de Hidrxido de sodio

RESULTADOS

Si es ms oscuro que el patrn, la muestra debe rechazarse, pero si la coloracin se debe a la presencia de otras sustancias inorgnicas, entonces se debe determinar el efecto de las impurezas orgnicas del agregado fino en la resistencia de morteros.




ENSAYO PARA DETERMINAR LOS TERRONES DE ARCILLA Y PARTCULAS FRIABLES EN EL AGREGADO

PROCEDIMIENTO

Lavar la muestra por la malla N 200

Secar la muestra hasta obtener peso constante.

De la muestra:

Si se trata de arena, tomar una muestra de 100 gr o ms comprendida entre los tamices N 4 y N 16 y apuntar su peso.

Si se trata de piedra, separar la muestra de agregado de acuerdo a la siguiente tabla:

TAMAO DE LAS PARTCULAS PESO MNIMO (GR)

N 4 - 3/8"

3/8" - 3/4"

1 1/2 - 3/4"

1 1/2 o ms

1000

2000

3000

5000

Si el agregado fino y el grueso estn mezclados deben separarse utilizando la malla N 4 y usar los mtodos indicados para cada caso.

Esparcir una capa fina sobre el fondo del recipiente.

Tratar de desmenuzar las partculas por comprensin y deslizamiento entre los dedos sin ayuda de las uas si presionar contra superficies duras.

Tamizar todas las partculas desmenuzadas (terrones de arcilla o partculas friables) por va hmeda utilizando los siguientes tamices:

TAMAO DE LAS PARTCULAS MALLA

Ag. Fino ret sobre el tamiz N 16

N 4 - 3/8"

3/8" o ms

N 20

N 8

N 4

CALCULOS

Para el agregado fino o el agregado grueso por separado:

% part. Friables y terrn de arcilla = R x 100

W

Donde:

R = Peso de las partculas friables y terrones de arcilla (gr).

W = Peso de la muestra inicial.



Para el agregado grueso por separado, el % de partculas friables y terrones de arcilla se calcula de la misma manera que para el agregado fino.

Para el agregado grueso total, el % de partculas friables y terrones de arcilla es el promedio ponderado de los porcentajes obtenidos entre los distintos tamaos de la muestra.


DETERMINACIN DE LA RESISTENCIA AL DESGASTE EN AGREGADOS GRUESOS, DE TAMAO PEQUEO, POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS ANGELES

El presente ensayo nos ayuda a determinar la resistencia al desgaste (abrasin) de agregados gruesos menores que 1 1/2", mediante el uso de la Mquina de los Angeles, que es un cilindro hueco de acero de dimetro interior de 71.1 cm y un largo interior de 50.8cm., el que rota con el eje en posicin horizontal. El cilindro tiene una abertura para introducir la muestra. La maquina lleva una paleta desmontable de acero a lo largo de una generatriz de la superficie interior del cilindro.

La carga abrasiva consiste en esferas de acero, de 4.7 cm de dimetro y con un peso entre 390 gramos y 445 gramos; dependiendo de la degradacin de la muestra:

GRADACION N DE ESFERAS P CARGA (GR)

A

B

C

D

12

11

8

6

5000 25

4584 25

3330 20

2500 15

PROCEDIMIENTO

Secar la muestra en un horno hasta obtener peso constante.

La muestra debe cumplir con una de las siguientes gradaciones:

TAMICES PESO DE LOS TAMAOS INDICADOS (GR)

PASA RET. EN A B C D

1 1/2"

1"

3/4"

1/2"

3/8"

1/4"

N 4

1"

3/4"

1/2"

3/8"

1/4"

N 4

N 8

1250 25

1250 25

1250 10

1250 10

2500 10

2500 10

2500 10

2500 10

5000 10

TOTAL 5000 10 5000 10 5000 10 5000 10



Anotar el peso de la muestra antes del ensayo.

Colocar la muestra y la carga abrasiva en la Maquina de los Angeles y rotarla a una velocidad de 30 r.p.m. a 33 r.p.m. durante 500 revoluciones.

Realizar una separacin preliminar en un tamiz mayor que el N 12.

Tamizar la porcin mas fina en el tamiz N 12.

Lavar el material ms grueso que el tamiz N 12, secarlo y pesarlo.

RESULTADOS

Porcentaje de desgaste: %De = P original - P final x 100 P original

FIG. 4.11

Mquina de los ngeles


DETERMINACIN DE LA RESISTENCIA AL DESGASTE EN AGREGADOS GRUESOS, DE GRAN TAMAO , POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS ANGELES

Este ensayo se realiza para agregados gruesos mayores de 3/4" y se utiliza la misma maquina descrita en el ensayo anterior.

La carga abrasiva consiste de 12 esferas de acero con las mismas descripciones que el ensayo anterior.

PROCEDIMIENTO

Lavar la muestra y secarla. La muestra debe cumplir con una de las gradaciones siguientes (Tabla 3.15)

Anotar el peso de la muestra antes del ensayo.

Colocar la muestra y la carga abrasiva en la maquina y rotarla a una velocidad de 30 r.p.m. a 33 r.p.m. durante 1000 revoluciones.

Descargar el material y hacer una separacin preliminar en un tamiz mas grueso que el N 12.

Tamizar la porcin mas fina en el tamiz N 12.

Lavar el material ms grueso que el tamiz N 12, secarlo y pesarlo.



TABLA 4.15

Gradacin de las muestras

TAMIZ PESO DE LOS TAMAOS INDICADOS (GR)

PASA RET. EN GRADACIONES

1 2 3

3"

2 1/2"

2"

1 1/2"

1"

2 1/2"

2"

1 1/2"

1"

3/4"

2500 50

2500 50

2500 50

5000 50

5000 25

5000 25

5000 25

TOTAL 10000 100 10000 75 10000 50

RESULTADOS

Porcentaje de desgaste: %De = P original - P final x 100 P original


DETERMINAR LA CANTIDAD DE PARTICULAS LIVIANAS EN LOS AGREGADOS

Con este ensayo se determina el porcentaje de partculas de bajo peso (livianas) en los agregados., mediante separacin por suspensin en un liquido pesado cuya densidad final es 2. Esta mezcla se obtiene mezclando ciertos compuestos.

PROCEDIMIENTO

1. El peso de la muestra debe ser como sigue:

TAMAO MAX. PESO MINIMO (GR)

1/4"

3/4"

1 1/2"

3"

2000

3000

5000

10000

2. Secar la muestra hasta obtener peso constante.

3. Existen dos procedimientos dependiendo del tipo de agregado:



Para el Agregado Fino

Dejar enfriar la muestra a temperatura ambiente y tamizarla sobre el tamiz N 50.

Pesar el material retenido.

Lograr que el material alcance la condicin de saturado con superficie seca.

Colocar la muestra dentro del recipiente con el liquido pesado, cuyo volumen mnimo debe ser 3 veces el del agregado.

Verter el liquido que rebasa a otro recipiente pasndolo por el colador N 50. Tener cuidado que no caiga arena gruesa en el colador. Devolver el liquido recogido al primer recipiente.

Agitar la muestra vigorosamente. Repetir la operacin anterior hasta que no haya partculas flotantes.

Lavar con tetracloruro de carbono las partculas retenidas e el colador.

Dejar secar y pesar el material.

RESULTADOS

% part. Livianas = G1 x 100

G2

Donde:

G1 = Peso seco de las partculas retenidas en el colador.

G2 = Peso de la muestra seca retenida en el tamiz N 50.

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agregados utilizados

circunstancias agregados

agregado fino

agregado grueso

malla n

definiciones agregado

muestra de agregado