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Curso Básico de Tecnología del Concreto Agua y Agregados Para Concreto

31.05.2007/cim CBTC-APC.ppt

AGUA Y AGREGADOS PARA CONCRETO

Ing. Mayolo Amado de Jesús Asesor Técnico para Distribuidores Región Centro

 D.R. Cementos Apasco, S. A. De C. V. 2001-10-25 Todos los Derechos Reservados. Ninguna parte de esta Obra podrá reproducirse o transmitirse en cualquier forma, sin el previo consentimiento por escrito de Cementos Apasco, S. A. De C. V. 2 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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AGUA PARA CONCRETO

3 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Calidad del agua y requerimientos en el concreto

La cantidad y calidad del de agua de mezclado tiene una influencia determinante en las propiedades del concreto

Casi cualquier agua potable que no tenga un pronunciado olor o sabor, es adecuada para elaborar concreto y curarlo. 4 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Calidad del agua y requerimientos en el concreto La calidad del agua de mezclado se refiere a sus características físico-químicas y a sus efectos sobre el comportamiento y las propiedades del concreto.

5 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Rol del agua en el concreto fresco Provee movilidad (fluidez) a la masa de concreto fresco. Exceso de agua resulta en pérdida de cohesión del concreto fresco y la segregación de sus componentes. Debido al asentamiento de sólidos, una capa delgada de agua de “sangrado” tiende a cubrir la superficie del concreto fresco, protegiéndolo del secado abrupto. Excesivo sangrado es a menudo detrimental para la calidad del concreto.

6 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Calidad del agua y requerimientos en el concreto El agua de mezclado que contenga impurezas excesivas, de acuerdo a las características de las mismas, afecta al concreto en: El tiempo de fraguado Resistencia de concreto Contracción por secado Corrosión del acero de refuerzo Durabilidad Eflorescencia Manchado 7 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Impurezas permisibles en el agua

IMPUREZAS

LIMITES (ppm)

EFECTOS EN EL CONCRETO

Algas

2000

Inclusión de aire

Carbonatos

1000

Reducción del tiempo de fraguado

Sulfato de sodio

10000

Sulfato de magnesio

40000

Cloruros

20000

Boratos Azúcar

500 500

Alta resistencia inicial; baja a edades largas Alta resistencia inicial; baja a edades largas Reducción del tiempo de fraguado; alta resistencia inicial; baja a edades largas Retardo de fraguado Retardo de fraguado

Fosfat os

8 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Requisitos para el agua de mezclado Se considera que un agua es apta si al compararla con agua destilada o de la red municipal:

PRUEBA Y METODOS

LIMITES

Resistencia a la compresión (ASTM C 109)

Mínimo el 90% de la resistencia del testigo (agua destilada o de la red pública) a 7 días

Tiempo de fraguado (ASTM C 191)

Fraguado inicial no menor de 1 hora ni mayor 1.5 horas respecto al testigo

9 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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AGREGADOS PARA CONCRETO

 D.R. Cementos Apasco, S. A. De C. V. 2001-10-25 Todos los Derechos Reservados. Ninguna parte de esta Obra podrá reproducirse o transmitirse en cualquier forma, sin el previo consentimiento por escrito de Cementos Apasco, S. A. De C. V. 10 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Generalidades En las mezclas de concreto hidráulico convencional, los agregados representan entre 60 y 75 % del volumen absoluto de todos los componentes. Por lo anterior, las características y propiedades de los agregados ejercen una notable influencia en las propiedades del concreto.

11 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Generalidades El agregado debe estar constituido por partículas limpias, duras, resistentes y durables, que desarrollen buena adherencia con la pasta de cemento, libres de recubrimientos de arcilla y de impurezas que interfieran el desarrollo de la resistencia del cemento.

12 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Definición (NMX C 155)

“Agregados son todos aquellos materiales naturales, naturales procesados o artificiales que se mezclan con el cemento y agua para elaborar mortero o concreto”

13 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Arena

Abarca las partículas de material mayores a 0.075 mm (malla No. 200) hasta aquellas inferiores a 4.76 mm (malla No. 4) 14 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Grava

Comprende los fragmentos de material mayores de 4.75 mm (malla No. 4) hasta aquellos inferiores a 76 mm (3”) 15 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Producción de los agregados

16 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Clasificación de los agregados

Tipo de partícula

Natural

Semitriturado

Triturado

17 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Agregados naturales

De río (canto rodado)

18 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Agregados naturales

De mina

19 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Agregados mixtos

Semitriturados 20 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Agregados manufacturados

De cantera (triturados)

21 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Clasificación POR SU ORIGEN

Roca Ignea Andesita, Granito, Basalto, Escoria, Pómez, etc.

Roca Sedimentaria Caliza, Caliza dolomítica, Arenisca etc.

Roca Metamórfica Mármol, Pizarras, Esquistos, etc.

22 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Influencia de la forma y textural superficial Las partículas de forma redondeada y superficie lisa, como las que se encuentran en los depósitos aluviales (ríos), producen buena trabajabilidad en las mezclas de concreto, pero no son propicias para lograr una alta adherencia con la pasta de cemento. 23 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Forma y textural superficial Las partículas de forma muy angulosa y superficies ásperas, como ocurre con la mayoría de los agregados manufacturados, son inconvenientes para la elaboración de mezclas trabajables, pero favorables en lo relativo a su adherencia con la pasta de cemento. 24 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Calidad de los agregados La calidad de los agregados no se juzga solo por el color o por una simple inspección visual Se juzga por sus propiedades físicas y químicas.

25 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Propiedades físicas

26 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Propiedades físicas de los agregados: COMPOSICION GRANULOMETRICA (Granulometría) MASA ESPECIFICA (Densidad Específica Aparente) ABSORCION PARTICULAS MENORES DE 0.075 mm (Pérdida por Lavado) IMPUREZAS ORGANICAS (Materia Orgánica) SANIDAD (Intemperismo Acelerado) MASA UNITARIA (Peso Volumétrico) RESISTENCIA A LA ABRASION (Desgaste Los Angeles) FORMA TEXTURA 27 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Composición granulométrica (granulometría) Término usado para describir la distribución de tamaños de las partículas que constituyen un agregado (grava y/o arena).

NMX C-077 28 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Módulo de Finura Es un valor adimensional obtenido de sumar el total de porcentajes de material que se retiene, en una muestra, en las mallas de 3”, 1 1/2”, 3/4”, 3/8”, No. 4, No. 8, No. 16, No. 30, No. 50 y No. 100, dividida entre cien. GRANULOM ETRIA ARENA 100 Retenido acumulado,%

90 80 70 60 50 40 30 20 10

8" 3/

4 N o.

8 N o.

16 N o.

30 N o.

50 N o.

0 10 N o.

C ha

ro l

a

0

29 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Clasificación de la arena según el módulo de finura Módulo de finura

Clasificación

Menor de 2.0

Muy fina

2.0 a 2.3

Fina

2.3 a 2.6

Medio fina

2.6 a 2.9

Media

2.9 a 3.2

Medio gruesa

3.2 a 3.5

Gruesa

Mayor de 3.5

Muy gruesa

Módulo de finura: 2.3 a 3.1 (NMX C 111) 30 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Masa Específica (Densidad Aparente) La masa específica de un material sólido es la razón entre su masa y la masa de un volumen igual de agua. La determinación de la masa específica aparente es importante para: El diseño de Mezclas El cálculo de consumo de materiales / m3

NMX C-064 y 065 31 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Masa específica de materiales comunes Clase de roca

Densidad, g/cm²

Pómez Escoria volcánica Andesita Caliza Basalto Granito Limonita Barita Magnetita

1.2 a 1.8 1.6 a 2.2 2.2 a 2.5 2.4 a 2.8 2.5 a 2.9 2.4 a 2.7 3.0 a 3.8 3.5 a 4.5 4.5 a 5.0

Aplicación Concreto ligero

Concreto normal

Concreto pesado

32 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Absorción Es el incremento en la masa de un agregado seco cuando es sumergido en agua durante 24 horas Es un índice de la porosidad del material. A mayor peso específico los agregados tendrán menor absorción.

NMX C-064 y 065

33 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Absorción El contenido de humedad, corresponde a la cantidad total de agua que contiene un agregado. Puede ser mayor o menor que la absorción.

Material seco

Humedad absorbida

Humedad libre

(absorción)

Contenido de humedad

Material semi seco (secado al aire)

Material saturado superficialmente seco

Material saturado

34 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Absorción La determinación de la absorción y la humedad de los agregados que se emplean en la elaboración de las mezclas de concreto es útil para la corrección de la humedad en los proporcionamientos de concreto, con lo que: La relación a/c se conserva constante garantizándose la resistencia del concreto elaborado Se tiene control en la elaboración de los volúmenes de concreto producidos.

35 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Pérdida por Lavado Se llama así a todo aquel material consistente en arcilla, limo y polvo de trituración cuyo tamaño es menor de 0.075 mm (malla No. 200). Efectos negativos en el concreto: Aumento en el consumo de agua Disminución de resistencia Aumento de contracción Interferencia en la adherencia entre el agregado y la pasta.

NMX C-084

El polvo de trituración es menos dañino que la arcilla y el limo 36

Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Pérdida por lavado (especificación NMX C 111) % de material menor malla 200 Tipo de agregado

Concreto expuesto a la abrasión

Concreto no expuesto a la abrasión

Arena natural

3.0

5.0

Arena triturada

5.0

7.0

Grava natural

1.0

1.0

Grava triturada

1.5

1.5

37 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Impurezas Orgánicas Son compuestos derivados de la descomposición de materia vegetal que puede estar presente más frecuentemente en la arena que en la grava.

Efecto común: interferencia en la hidratación normal del cemento (retardo en el fraguado).

NMX C-088 38 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Sanidad Se define como la aptitud de los agregados para resistir y permanecer inalterables bajo condiciones de servicio que generan acciones destructivas por cambios de volumen en el concreto. Estas condiciones de servicio están representadas por efectos de periodos alternados de: Humedad y secado Variaciones extremas de temperatura Congelamiento y deshielo 39 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Intemperismo Acelerado Se llama así a la prueba con que se mide la sanidad de los agregados. El método usual consiste en someter los agregados a periodos sucesivos de inmersión y secado, empleando una solución sobresaturada de Sulfato de Sodio o de Sulfato de Magnesio.

NMX C-075

40 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Intemperismo Acelerado Pérdidas máximas permisibles después de 5 ciclos de inmersión y secado (NMX-C-111) Pérdida máxima, % Solución utilizada Arena

Grava

Sulfato de sodio

10

12

Sulfato de Magnesio

15

18

41 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Masa Unitaria La masa volumétrica, conocida también como peso volumétrico, es la masa del material por unidad de volumen, siendo el volumen el ocupado por el material en un recipiente especificado.

NMX C-073 42

Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Masa Unitaria Sirve para: Calcular la cantidad de vacíos en el agregado Calcular las proporciones de los materiales Convertir el volumen suelto a peso o viceversa Determinar las variaciones granulométricas de los agregados ya que

cualquier variación al respecto,

incide en el contenido de huecos del agregado.

43 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Rangos aproximados de pesos volumétricos de los agregados según el tipo de concreto

Tipo de concreto

Rango aprox., Kg/m³

Pesado

Mayor de 1,700

Peso normal

1,200 a 1,700

Ligero estructural

500 a 1,100

Ligero aislante

100 a 1,100

44 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Resistencia a la abrasión

Esta propiedad del concreto es muy importante cuando el concreto estará expuesto a cualquier acción que produzca desgaste o erosión (mécánica o hidráulica).

45 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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46 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Resistencia a la abrasión Prueba de los Angeles

Pérdida máxima permisible: 40 % para uso de agregados en carreteras (SCT) 50% para cualquier otro uso de los agregados (NMX C111)

NMX C-196 47 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Forma La forma de las partículas se califica de acuerdo con su mayor o menor proximidad a la equidimensionalidad, por considerarse que es la más deseable en los agregados. La forma deseable de las partículas depende de la clase de concreto y del nivel de resistencia que se requiere. Hay ocasiones que las partículas trituradas muy alargadas y las excesivamente esféricas son igualmente indeseables: Las primeras por sus efectos adversos sobre la trabajabilidad del concreto y, las segundas, por falta de adherencia limitan la posibilidad de obtener resistencia muy alta. 48 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Forma Coeficiente de Forma Indice relativo a la esfericidad de un agregado empleado para calificar la forma de los agregados gruesos. Determina la relación entre el volumen aparente de las partículas seleccionadas respecto al volumen de las esferas que las circunscriben. En el RCCDF se especifica para el agregado grueso un coeficiente de forma mayor o igual a 0.18

49 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Forma Partículas Planas y/o Alargadas (CRD C 119)

Agregados de ¾” : igual o menor al 18% Agregado de 1 “: Igual o menor al 15% 50 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Forma

Clasificación

Cúbica

Plana

Alargada

51 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Forma Redondeada

Plana

Alargada

Angular

Plana

Alargada

52 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Textura Para fines prácticos, la textura superficial se define como el grado de aspereza o rugosidad que presentan las superficies de las partículas. Esta característica se deriva de la naturaleza de la roca y del origen de los agregados, ya sean naturales o manufacturados.

53 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Textura Los agregados naturales suelen presentar una textura lisa o cerrada (vítrea) debido al proceso de pulimiento durante su tránsito en el interior de los lechos fluviales, Por su parte, los agregados manufacturados o triturados, debido al proceso de trituración presentan una textura abierta, lo cual permite un mejor anclaje de la pasta con éstos.

54 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

31.05.2007 CBTC-AYAPC.ppt

Textura Los agregados naturales suelen presentar una textura lisa o cerrada (vítrea) debido al proceso de pulimiento durante su tránsito en el interior de los lechos fluviales, Por su parte, los agregados manufacturados o triturados, debido al proceso de trituración presentan una textura abierta, lo cual permite un mejor anclaje de la pasta con éstos.

55 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

31.05.2007 CBTC-AYAPC.ppt

Textura

Clasificación

Pulida (vítrea)

Semi áspera

Aspera

No existe una norma aplicable para la determinación de la textura de los agregados 56 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Propiedades químicas

57 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Propiedades químicas de los agregados:

ANTIGUAMENTE ANTIGUAMENTE

Se consideraban los agregados como materiales inertes dentro del concreto.

ACTUALMENTE ACTUALMENTE

Se reconoce que un agregado puede ser reactivo dentro de una matríz cementante (cemento).

AGREGADOS AGREGADOS REACTIVOS REACTIVOS

Reacciones químicas con la pasta Afectan el comportamiento del concreto 58

Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Agregados que pueden manifestar químicas con la pasta de cemento

reacciones

Rocas silíceas

Calizas dolomíticas

Reacción ALCALI - SILICE

Reacción ALCALI - CARBONATO

REACCION ALCALI - AGREGADO 59 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Reacción Alcali-Agregado (RAA)

La RAA produce una reacción deletérea consistente en una expansión anormal y con ello el agrietamiento y la destrucción del concreto. Se manifesta a largo plazo (3 ó más años)

60 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Las 3 condiciones para la RAA Que el agregado contenga sílice reactiva con los álcalis del cemento Que el cemento no sea de bajo contenido de álcalis totales (> 0.6 % ) Que el concreto se encuentre permanentemente húmedo

61 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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Fuerza. Desempeño. Pasión.

62 Presentación: Agua y Agregados para el Concreto

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