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Universidad Nacional del Santa Escuela Profesional de Ingeniería Civil

Agregados

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES LABORATORIO N°05 Docente: Mg. Marco Antonio Junior Cerna Vasquez Apellidos y Nombres: -

Chamorro Angeles Karolainne Kassandra Cruz Cabrera Angela Miquely Etelvina Feijoo Vilchez Gerardo Peña Alvarado Isaac André

Tema: Agregados Fecha: 26 de Diciembre de 2020

Nuevo Chimbote - Perú

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ÍNDICE INTRODUCCIÓN............................................................................................................... 7

I.

OBJETIVOS .................................................................................................................... 7

II. 2.1.

Objetivos generales ..................................................................................................... 7

2.2.

Objetivos específicos ................................................................................................... 7 MARCO TEÓRICO ....................................................................................................... 8

III. 3.1.

Definición ..................................................................................................................... 8

3.2.

Propiedades .................................................................................................................. 9

3.2.1.

Físicas ................................................................................................................... 9

3.2.1.1.

Densidad ....................................................................................................... 9

3.2.1.2.

Porosidad...................................................................................................... 9

3.2.1.3.

Peso Unitario .............................................................................................. 10

3.2.1.4.

Porcentaje de Vacíos ................................................................................. 10

3.2.1.5.

Compacidad ............................................................................................... 11

3.2.2.

Químicas............................................................................................................. 11

3.2.2.1.

Epitaxia ...................................................................................................... 11

3.2.2.2.

Reacción álcali-agregado .......................................................................... 11

3.2.3.

Mecánicas ........................................................................................................... 11

3.2.3.1.

Resistencia .................................................................................................. 11

3.2.3.2.

Tenacidad ................................................................................................... 12

3.2.3.3.

Dureza ........................................................................................................ 12

3.2.3.4.

Módulo de elasticidad ............................................................................... 13

Clasificación ............................................................................................................... 13

3.3.

3.3.1.

Según su origen o procedencia ......................................................................... 13

a)

Naturales ................................................................................................................ 13

b)

Artificiales .............................................................................................................. 14

c)

Sub – productos ..................................................................................................... 15

3.3.2.

Según su tamaño ................................................................................................ 15

a)

Fino ......................................................................................................................... 15

b)

Grueso .................................................................................................................... 17

c)

El hormigón ........................................................................................................... 11

3.3.3.

Según su fragmentación .................................................................................... 11

3.3.4.

Reciclados........................................................................................................... 11

3.3.5.

Según su peso o densidad .................................................................................. 12

d)

Ligeros, Gs < 2.5 .................................................................................................... 12

e)

Normales, 2.5 < Gs < 2.75 ..................................................................................... 13

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Pesados, Gs > 2.75 ................................................................................................. 13

f) 3.3.6.

Según su forma y textura .................................................................................. 14

................................................................................................................................................. 15 Características ........................................................................................................... 15

3.4.

3.4.1.

Resistencia .......................................................................................................... 16

a)

Al desgaste.............................................................................................................. 16

b)

Al congelamiento y deshielo.................................................................................. 16

3.4.2.

Estabilidad química........................................................................................... 17

3.4.3.

Granulometría ................................................................................................... 19

a)

Peso volumétrico unitario ..................................................................................... 20

b)

Peso específico........................................................................................................ 21

c)

Tamaño nominal máximo ..................................................................................... 22

d)

Módulo de finura ................................................................................................... 22

e)

Absorción y humedad superficial ........................................................................ 23 Sustancias que perjudican a los agregados ............................................................. 24

3.5. a)

Limo y Arcilla ........................................................................................................ 25

b)

Materia Orgánica .................................................................................................. 26

c)

Sales inorgánicas ................................................................................................... 26

d)

Terrones de Arcilla................................................................................................ 26

3.6.

Criterios para la selección de los agregados ........................................................... 27

3.7.

Tamizado .................................................................................................................... 28

3.8.

Análisis de tamices .................................................................................................... 28

3.9.

Norma Técnica Peruana ........................................................................................... 29

3.10.

Manejo y almacenamiento de los agregados ....................................................... 29

3.11.

Muestreo de los agregados .................................................................................... 30

3.12.

Lugares de extracción ........................................................................................... 30

3.12.1.

De procedencia natural ..................................................................................... 30

3.12.2.

De procedencia artificial ................................................................................... 31

3.13.

Usos y aplicaciones ................................................................................................ 32

3.14.

Recomendaciones para el uso de los agregados .................................................. 34

ENSAYOS ...................................................................................................................... 35

IV. 4.1.

Análisis granulométricos de agregados finos y gruesos ......................................... 35

4.1.1.

Materiales........................................................................................................... 35

4.1.2.

Procedimiento .................................................................................................... 36

4.1.3.

Resultados .......................................................................................................... 37

4.2.

Densidad relativa y absorción en agregado grueso ................................................ 39

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Materiales........................................................................................................... 39

4.2.2.

Procedimiento .................................................................................................... 40

4.3.

Densidad, densidad relativa y absorción del agregado fino .................................. 41

4.3.1.

Materiales........................................................................................................... 41

4.3.2.

Procedimiento .................................................................................................... 42

4.4.

V.

Agregados

Peso unitario y vacío en agregados .......................................................................... 44

4.4.1.

Materiales........................................................................................................... 44

4.4.2.

Procedimiento .................................................................................................... 46

RECOMENDACIONES ................................................................................................... 46

VI.

CONCLUSIONES ......................................................................................................... 46

VII.

BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................... 47

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ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Densidad de algunos agregados................................................................. 9 Tabla 2: Peso unitario seco de algunos agregados ................................................. 10 Tabla 3: Resistencia a la compresión de rocas de uso común como agregados del Hormigón .............................................................................................................. 12 Tabla 4: Valores de Módulos Elásticos.................................................................. 13 Tabla 5: Granulometría de arena.......................................................................... 16 Tabla 6: Límite de sustancias nocivas en el agregado fino .................................... 16 Tabla 7: Límite de sustancias nocivas en el agregado grueso ................................ 17 Tabla 8: Requisitos granulométricos del agregado grueso .................................... 18 Tabla 9: Características de los agregados y su importancia .................................. 15 Tabla 10: Tamaño Máximo Nominal de algunos agregados .................................. 22 Tabla 11: Algunas sustancias que perjudican a los agregados .............................. 25 Tabla 12: Agregados naturales.............................................................................. 30 Tabla 13: Agregados artificiales ............................................................................ 31 Tabla 14: Usos y aplicaciones de algunos agregados ............................................. 33 Tabla 15: Procedimiento del análisis granulométrico de agregados finos y gruesos .............................................................................................................................. 36 Tabla 16: Porcentaje retenido acumulado – Análisis granulométrico de agregados finos y gruesos ....................................................................................................... 37 Tabla 17: Porcentaje que pasa – Análisis granulométrico de agregados finos y gruesos .................................................................................................................. 37

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ÍNDICE DE ESQUEMAS Esquema 1: Definición de agregados ............................................................................ 8 Esquema 2: Compacidad ............................................................................................. 11 Esquema 3: Lugares de obtención de los agregados naturales ................................ 14 Esquema 4: Agregados artificiales .............................................................................. 15 Esquema 5: Clasificación de los agregados según su fragmentación....................... 11 Esquema 6: Clasificación de los agregados - reciclados............................................ 11 Esquema 7: Clasificación de los agregados según su peso o densidad..................... 12 Esquema 8: Agregados de peso normal ...................................................................... 13 Esquema 9: Agregados de peso pesado....................................................................... 13 Esquema 10: Pirámide de la clasificación según su peso de los agregados ............. 14 Esquema 11: Clasificación de los agregados según su forma y textura ................... 15 Esquema 12: Características - Estabilidad química.................................................. 17 Esquema 13: Granulometría ....................................................................................... 19

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ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1: Porosidad ................................................................................................. 9 Ilustración 2: Tenacidad .............................................................................................. 12 Ilustración 3: Agregado fino ........................................................................................ 16 Ilustración 4: Agregado grueso ................................................................................... 17 Ilustración 5: resistencia al desgaste de los agregados .............................................. 16 Ilustración 6: Peso unitario compacto ........................................................................ 21 Ilustración 7: Absorción y humedad superficial ........................................................ 23 Ilustración 8: Absorción ............................................................................................... 24 Ilustración 9: Limo y arcilla ........................................................................................ 25 Ilustración 10: Sale inorgánicas .................................................................................. 26 Ilustración 11: Terrones de arcilla .............................................................................. 26 Ilustración 12: Análisis de tamices .............................................................................. 28 Ilustración 13: Manejo y almacenamiento de los agregados .................................... 29

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I.

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INTRODUCCIÓN Los agregados de concreto son muy importantes porque forman parte de la base y estructura completa de una construcción, por lo tanto, están relacionados con la ingeniería civil es fundamental que un ingeniero conozca bien los diferentes agregados y composiciones; estos agregados se clasifican en diferentes tipos como: agregados gruesos, finos y pétreos, en su totalidad están compuestos de piedras galvanizadas, residuos reciclados por último de arena fina Los agregados fueron utilizados en 1774 en roma Por primera vez. Los utilizaron Con Frecuencia El agregado quebrado de ladrillo Embutido Tengo una mezcla de la masilla De la cal Con polvo de ladrillo o la Ceniza volcánica Construyeron una variedad ampliarte estructuras qué incorporación la piedra y concreto. Incluyendo los caminos Los templos y Los Palacios. Entre sus estructuras más importantes tenemos la construcción del coliseo y el Partenón Utilizaron técnicas innovadoras para el peso del agregado cómo poner tarros de barro en medio de las paredes para así sea una estructura resistente con un peso ligeramente liviano. Para un ingeniero es importante conocer muy bien la obra y cuál es su estructura cómo sabemos los agregados forman parte de ella principalmente la granulometría o clasificación por tamaño que se encuentran en manuales ingeniería puesto que eso nos da qué finalidad Y uso se tiene quedar.

II.

OBJETIVOS

2.1. Objetivos generales Buscar una opción factible en la utilización de los agregados de trituración, tamización para la hora Elaboración de concreto. 2.2.Objetivos específicos -

Conocer la importancia de los agregados en la construcción.

-

Conocer los diferentes tipos de agregados.

-

Cuáles son los cuidados de los agregados.

-

Conocer cómo fue tu nacimiento de los agregados.

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III.

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MARCO TEÓRICO

3.1. Definición La

siguiente

información

ha

sido

recuperada

de:

http://wwwtecmaterialesbravo.blogspot.com/2015/09/semana-6-y-7-agregados.html Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementica, elementos de comportamientos bien diferenciados:

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

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

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

Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya que representan el 80-90% del peso total de concreto. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.

Esquema 1: Definición de agregados

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3.2. Propiedades 3.2.1. Físicas La siguiente información fue extraída https://wwwtecmaterialesbravo.blogspot.com/2015/09/semana-6-y-7agregados.html?fbclid=IwAR3K4NNziNxKanOKwWnhxVYTbdsTHR3IarYZDZPfhySZ3wQ-wXITllIZ3A 3.2.1.1.

de:

Densidad

Depende de la gravedad específica de sus constituyentes sólidos como de la porosidad del material mismo. La densidad de los agregados es especialmente importante para los casos en que se busca diseñar concretos de bajo o alto peso unitario. Las bajas densidades indican también que el material es poroso y débil y de alta absorción. Tabla 1: Densidad de algunos agregados

3.2.1.2.

AGREGADO

DENSIDAD

Natural

2.71

Reciclado

2.36

Arena

2.31

Porosidad

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

Ilustración 1: Porosidad

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3.2.1.3.

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Peso Unitario

Es el resultado de dividir el peso de las partículas entre el volumen total incluyendo los vacíos. Al incluir los espacios entre partículas influye la forma de acomodo de estos. el procedimiento para su determinación se encuentra normalizado en ASTM C 29 y NTP 400.017. Es un valor útil sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a volúmenes y viceversa. Tabla 2: Peso unitario seco de algunos agregados PESO UNITARIO SECO (kg/m3)

MATERIAL

SUELTO

COMPACTADO

Arena

1440 – 1600

1520 – 1840

Grava 4.75 a 19 mm

1472 – 1568

1590 – 1710

Grava 4.75 a 37.5 mm

1520 – 1648

1664 – 1792

Arena – Grava < 37.5 mm

1600 – 1840

1760 – 2000

Piedra Triturada 4.75 a 19 mm

1410 – 1500

1520 – 1620

Piedra Triturada 4.75 a 37.5 mm

1450 – 1580

1610 - 1730

Tobas

1100 – 1400

1120 – 1450

3.2.1.4.

Porcentaje de Vacíos

Es la medida de volumen expresado en porcentaje de los espacios entre las partículas de agregados, depende del acomodo de las partículas por lo que su valor es relativo como en el caso del peso unitario. %𝑣𝑎𝑐í𝑜𝑠 =

(𝑆 ∗ 𝑊 − 𝑃𝑈𝐶) ∗ 100 𝑆∗𝑊

Donde: S = Peso específico de masa W = Densidad del agua P.U.C. = Peso Unitario Compactado seco del agregado

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3.2.1.5.

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Compacidad

Es la relación del volumen de material llena y el volumen total o aparente de agregados.

Agregado No Compactado

Agregado Compactado

Esquema 2: Compacidad 3.2.2. Químicas 3.2.2.1.

Epitaxia

La única reacción química favorable de los agregados, conocida hasta el momento, es la Epitaxia. Da mejor adherencia entre ciertos agregados calizos y la pasta de cemento, a medida que transcurre el tiempo. 3.2.2.2.

Reacción álcali-agregado

La sílice activa, presente en algunos agregados, reacciona con los álcalis del cemento produciendo expansiones, destrucción de la masa y pérdida de características resistentes. Para detectar la presencia de sílice activo en los agregados, es necesario efectuar ensayos de reactividad potencial por el método químico descrito en la norma NTC 175, el ensayo de expansión del mortero por el método de barras descrita en la norma ASTM C227 o por la reactividad potencial a los álcalis. 3.2.3. Mecánicas 3.2.3.1.

Resistencia

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

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Si los granos de los agregados no están bien cementados unos a otros consecuentemente serán débiles. La resistencia al chancado o compresión del agregado deberá ser tal que permita la resistencia total de la matriz cementante. Tabla 3: Resistencia a la compresión de rocas de uso común como agregados del Hormigón Tipo de Roca

N° de

Promedio

Resistencia a la compresión (kg/cm2)

Muestras

Máxima

Mínima

Granito

278

1895

2622

1167

Felsita

12

3294

5364

1223

Trapeana

59

2949

3846

2053

Piedra Caliza

241

1701

2454

949

Arenisca

79

1448

2447

450

Mármol

34

1505

2489

520

Cuarcita

26

2788

4310

1266

Gneis

36

1677

2397

956

Esquisto

31

1979

3030

928

3.2.3.2.

Tenacidad

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

Ilustración 2: Tenacidad 3.2.3.3.

Dureza

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

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Entre las rocas a emplear en concretos éstas deben ser resistentes a procesos de abrasión o erosión y pueden ser el cuarzo, la cuarcita, las rocas densas de origen volcánico y las rocas silicosas. 3.2.3.4.

Módulo de elasticidad

Es definido como el cambio de esfuerzos con respecto a la deformación elástica, considerándosele como una medida de la resistencia del material a las deformaciones. El módulo elástico se determina en muy inusual su determinación en los agregados sin embargo el concreto experimentara deformaciones por lo que es razonable intuir que los agregados también deben tener elasticidades acordes al tipo de concreto. El valor del módulo de elasticidad además influye en el escurrimiento plástico y las contracciones que puedan presentarse. Tabla 4: Valores de Módulos Elásticos Tipo de Agregado

Módulo Elástico

Granitos

610000 kg/am2

Areniscas

310000 kg/am2

Calizas

280000 kg/am2

Diabasas

860000 kg/am2

Gabro

860000 kg/am2

3.3. Clasificación 3.3.1. Según su origen o procedencia a) Naturales

Consisten en materiales compuestos por fragmentos de roca modificados por procesos naturales mayormente fluviales, pero también se consideran generados por volcanes, terremotos, glaciares, corrientes eólicas y procesos marinos que han contribuido a la formación de los materiales que se usan como agregados. Los agregados naturales se pueden obtener de lugares como:

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Depósitos fluviales

Depósitos de lecho de mar

Depósios eólicos

Depósitos glaciares

Lugares de obtención

Cono de deyección

Esquema 3: Lugares de obtención de los agregados naturales

b) Artificiales

Provienen de un proceso de transformación de materiales naturales que proveen productos secundarios que con un tratamiento adicional se habilitan para emplearse en la producción de concreto. Algunos agregados de este tipo los constituyen la escoria de altos hornos, la arcilla horneada, el concreto reciclado, el micro – sílice etc.

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Piedra triturada Producto que resulta de la trituración artificial de rocas, piedra boleada o pedruscos grandes, del cual todas las caras poseen aristas bien definidas, resultado de la operación de trituración.

Agregados

Escroria siderúrgica Residuo mineral no metálico, que consta en esencia de silicatos y aluminosilicatos de calcio y otras bases, y que se produce simultáneamente con la obtención del hierro.

Esquema 4: Agregados artificiales

c) Sub – productos

Son productos obtenidos de los desechos de los procesos industriales. Es un producto secundario o incidental, generalmente útil y comerciable, derivado de un proceso de manufactura o reacción química. También se le llama sub producto al desecho de un proceso que se le puede sacar una segunda utilidad. No es un desecho porque se elimina y sino porque se una para otro proceso distinto. 3.3.2. Según su tamaño a)

Fino

Se considera como tal, a la fracción que pase el tamiz de 4.75 mm (N° 4). Provendrá de arenas naturales o de la trituración de rocas, gravas, escorias siderúrgicas. El porcentaje de arena triturada no podrá constituir más del 30% del agregado fino.

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Agregados

El agregado fino deberá cumplir con los requisitos que se indican en la tabla 5 y 6.

Ilustración 3: Agregado fino Fuente: https://www.supermix.com.pe/agregados-para-la-elaboracion-de-concreto/ Tabla 5: Granulometría de arena TAMIZ

PORCENTAJE QUE PASA

9.5 mm (3/8 in.)

100

4.75 mm (N° 4)

95 a 100

2.36 mm (N° 8)

80 a 100

1.18 mm (N° 16)

50 a 85

600 𝛍𝐦 (N° 30)

25 a 60

300 𝛍𝐦 (N° 50)

05 a 30

150 𝛍𝐦 (N° 100)

0 a 10

Tabla 6: Límite de sustancias nocivas en el agregado fino CARÁCTERÍSTICAS

REQUISITO

UNIDAD

MIN

MAX

2.3

3.1

N.A.

Pasante de la malla N° 200

N.A.

5

%

Cloruros solubles

N.A.

1000

ppm

Sulfatos solubles

N.A.

12000

ppm

Terrones de arcilla y partículas deleznables

N.A.

3

%

Impurezas orgánicas

N.A.

3

Plato de Color

Inalterabilidad por sulfato de magnesio

N.A.

15

%

Módulo de finura

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Grueso

Se denomina agregado grueso a la porción del agregado retenido en el tamiz 4.75 mm (N° 4). Dicho agregado deberá de proceder de la trituración de roca o de grava o por una combinación de ambas: sus fragmentos deben de ser limpios, resistentes y durables, sin exceso de partículas planas, alargadas, blandas o desintegrables. Estará exento de polvo, terrones de arcilla u otras sustancias objetables que puedan afectar la calidad de la mezcla de concreto.

Ilustración 4: Agregado grueso

El agregado grueso deberá cumplir con los requisitos que se indican en la tabla 8 y 7. Tabla 7: Límite de sustancias nocivas en el agregado grueso CARÁCTERÍSTICAS

REQUISITO

UNIDAD

MIN

MAX

Pasante de la malla N° 200

N.A.

1

%

Cloruros solubles

N.A.

1000

ppm

Sulfatos solubles

N.A.

10000

ppm

Terrones de arcilla y partículas deleznables

N.A.

5

%

Abrasión por la maquina de los ángeles

N.A.

50

%

Inalterabilidad por sulfato de magnesio

N.A.

18

%

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PORCENTAJE QUE PASA POR LOS TAMICES NORMALIZADOS

TAMAÑO HUSO

1 2 3 357 4 467 5 56 57 6 67 7 8 89 9

MÁXIMO

100 mm

90 mm

75 mm

63 mm

50 mm

37.5 mm

25 mm

19 mm

12.5 mm

9.5 mm

4.75 mm

2.36 mm

1.18 mm

300 𝛍𝐦

NOMINAL

(4 in.)

(3 ½ in.)

(3 in.)

(2 ½ in.)

(2 in.)

(1 ½ in.)

(1 in.)

(3/4 in.)

(1/2 in.)

(3/8 in.)

(N° 4)

(N° 8)

(N° 16)

(N° 50)

100

90 a 100

-

25 a 60

-

0 a 15

-

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

100

90 a 100

35 a 70

0 a 15

-

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

100

90 a 100

35 a 75

0 a 15

-

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

100

95 a 100

-

35 a 70

-

10 a 30

-

0a5

-

-

-

-

-

-

-

100

95 a 100

20 a 55

0 a 15

-

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

100

95 a 100

-

35 a 70

-

10 a 30

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

100

90 a 100

20 a 55

0 a 10

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

100

90 a 100

40 a 85

10 a 40

0 a 15

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

100

95 a 100

-

25 a 60

-

0 a 10

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

100

90 a 100

20 a 55

0 a 15

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

100

90 a 100

-

20 a 55

0 a 10

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

100

90 a 100

40 a 70

10 a 15

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

100

100

85 a 100

10 a 30

0 a 10

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

100

90 a 100

20 a 55

5 a 30

0 a 10

0a5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

100

85 a 100

10 a 40

0 a 10

0a5

90 a 37.5 mm (3 ½ a 1 ½ in.) 63 a 37.5 mm (2 ½ a 1 ½ in.) 50 a 4.75 mm (2 in. a N° 4) 50 a 4.75 mm (2 in. a N° 4) 37.5 a 9 mm (1 ½ a ¾ in.) 37.5 a 4.75 mm (1 ½ in. a N° 4) 25 a 12.5 mm (1 a ½ in.) 25 a 12.5 mm (1 a 3/8 in.) 25 a 4.75 mm (1 in. a N° 4) 19 a 9.5 mm (3/4 a 3/8 in.) 19 a 4.75 mm (3/4 in. a N° 4) 12.5 a 4.75 mm (1/2 in. a N° 4) 9.5 a 2.56 mm (3/8 in. a N° 8) 9.5 a 1.18 mm (3/8 in. a N° 16) 4.75 a 1.18 mm (N° 4 a N° 16)

Tabla 8: Requisitos granulométricos del agregado grueso

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Agregados

El hormigón

Es el material conformado por una mezcla de arena y grava este material mezclado en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera. 3.3.3. Según su fragmentación Dependiendo del tipo de fragmentación que tienen, los agregados se pueden clasificar en:

Agregados naturales Son los agregados fragmentados por procesos naturales como la erosión.

Agregados manufracturados

Agregados mixtos

Son todos los agregados fragmentados con procesos mecánicos.

Son una combinación de agregados fragmentados de forma natural y de forma artificial.

Esquema 5: Clasificación de los agregados según su fragmentación

3.3.4. Reciclados Los agregados reciclados tienen su origen principal en las demoliciones y varían dependiendo de la estructura de la cual provengan (nueva construcción, reforma o demolición) y de factores como función para la cual fue diseñada la estructura original, edad de la estructura, zona donde fue construida, entre otros. Se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Agregados reciclados limpios

Agregados reciclados sucios

Son los que están compuestos por un solo elemento en su mayoría (aproximadamente 95%) y además tienen un porcentaje de impurezas muy bajo (alrededor del 5%).

Son todos aquellos agregados que tienen valores fuera de los rangos que se encuentran establecidos.

Esquema 6: Clasificación de los agregados - reciclados

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Agregados

3.3.5. Según su peso o densidad d) Ligeros, Gs < 2.5

Los agregados ligeros, como la arcilla esquistosa y la expandida, la escoria expandida, la Vermiculita, la Perlita, la Piedra Pómez y las Cenizas, se utilizan para producir hormigón aislante, para unidades de mampostería o estructural ligero que pesa entre 400 y 2000 kg/m3. Piedra Pómez • Es un vidrio poroso de contextura espumosa, cuyo color varia del blanco grisáceo al amarillo. • Los concreto elaborados con agregados de piedra pómez alcanzan pesos volumétricos que varían desde 1400 a 1600 Kg. /m3. • Es la materia prima ideal para el material de un buen muro, porque es porosa, ligera.

Escorias y cenizas volcánicas • Es una roca volcánica vítrea. Su color varía del rojo al negro. • La escoria de horno alto se utiliza en: producción de cemento, productos fundidos, "grava" de carretera, material de aislamiento térmico en construcción.

Diatomita • Aunque puede usarse en los concretos ligeros, previa calcinación como material inerte fino, no es aconsejable por la mayor cantidad de agua que requiere las masas.

Arcillas y pizarras expansionadas • Se obtienen calentando las arcillas rápidamente y a temperatura talque se produzca cierto grado de fusión en la cual se hacen blandas, se dilatan o hinchan considerablemente. • Los productos obtenidos o son estables e inertes y dan concretos con pesos volumétricos que varían de 600 a 1600 kg/m3 según la dilatación de los agregados. Esquema 7: Clasificación de los agregados según su peso o densidad

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Agregados

e) Normales, 2.5 < Gs < 2.75

Los materiales principales que se usan en el hormigón de peso normal, por lo común de 2300 a 2500 kg/m3, incluyen las arenas y gravas, roca triturada y escoria siderúrgica. Las rocas trituradas de uso más común son el Granito, Basalto, Arenisca, Piedra Caliza y Cuarcita.

Arena

Grava

Piedra triturada

Escoria de hornos enfriada al ambiente

Esquema 8: Agregados de peso normal f) Pesados, Gs > 2.75

Los agregados pesados, como la Magnetita, la Barita o el Hierro de desecho, se usan para producir hormigón de 2900 a 3500 kg/m3, utilizado para blindaje contra la radiación y para contrapesos de hormigón.

Magnetita

Barita

Hierro de desecho

Esquema 9: Agregados de peso pesado

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Agregados

Piedra Pómez

Ligeros Gs < 2.5 Grava

Normales 2.5 < Gs < 2.75 Magnetita

Pesados Gs > 2.75 Esquema 10: Pirámide de la clasificación según su peso de los agregados

3.3.6. Según su forma y textura Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geométrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En términos descriptivos la forma de los agregados puede ser:

Angular Poca evidencia de desgaste en caras y bordes. Sub angular Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes.

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Agregados

Sub redondeada Considerable desgaste en caras y bordes.

Redondeada Bordes casi eliminados.

Muy Redondeada Sin caras ni bordes. Esquema 11: Clasificación de los agregados según su forma y textura

3.4. Características Tabla 9: Características de los agregados y su importancia

Característica

Importancia

Resistencia a la abrasión y

Resistencia al desgaste en pavimentos y

degradación

Resistencia a la congelación y deshielo

Resistencia a los sulfatos

Absorción y humedad superficial

pisos. Descaramiento de la superficie, aspereza, perdida de sección, deformación. Descaramiento de la superficie, aspereza, perdida de sección, deformación.

Control de calidad del concreto.

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Agregados

3.4.1. Resistencia a)

Al desgaste

La resistencia a la abrasión, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedad que depende principalmente de las características de la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partículas van a estar sometidas a un roce continuo como es el caso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados que se utilizan deben estar duros. Entre las rocas a emplear en concretos éstas deben ser resistentes a procesos de abrasión o erosión y pueden ser el cuarzo, la cuarcita, las rocas densas de origen volcánico y las rocas silicosas.

Ilustración 5: resistencia al desgaste de los agregados b)

Al congelamiento y deshielo

Del concreto utilizado en estructuras y pavimentos, se espera que tenga una vida larga y un mantenimiento bajo. Debe tener buena durabilidad para resistir condiciones de exposición anticipadas. El factor de intemperismo más destructivo es la congelación y el deshielo mientras el concreto se encuentra húmedo, particularmente cuando se encuentra con la presencia de agentes químicos descongelantes. Cuando la congelación ocurre en un concreto que contenga agregado saturado, se pueden generar presiones hidráulicas nocivas dentro del agregado. Sin embargo, bajo casi todas las condiciones de exposición, una pasta de buena calidad (de baja relación Agua – Cemento) evitara que la mayor parte de las partículas de agregado se saturen. También, si la pasta tiene aire incluido,

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Agregados

acomodara las pequeñas cantidades de agua en exceso que pudieran ser expulsadas por los agregados, protegiendo así al concreto contra daños por congelación y deshielo. 1) El concreto con aire incluido es mucho más resistente a los ciclos de congelación y deshielo que el concreto sin aire incluido. 2) el concreto con una relación Agua – Cemento baja es más durable que el concreto con una relación Agua – Cemento alta. 3) un periodo de secado antes de la exposición a la congelación y el deshielo beneficia sustancialmente la resistencia a la congelación y deshielo beneficia sustancialmente la resistencia a la congelación y el deshielo del concreto con aire incluido, pero no beneficia de manera significativa al concreto sin aire incluido. 3.4.2. Estabilidad química De tiempo atrás se reconoce que ningún arqueado es completamente inerte al permanecer en contacto con la pasta de cemento, debido a los diversos procesos y reacciones químicas que en distintos grados suelen producirse entre ambos. Algunas de estas reacciones son benéficas porque, contribuyen a la adhesión del agregado con la pasta, mejorando las propiedades mecánicas del concreto, pero otras son detrimentales porque generan expansiones internas que causan daño y pueden terminar por destruir al concreto. Las principales reacciones químicas que ocurren en el concreto tienen un participante común representado por los álcalis, óxidos de sodio y de potasio, que normalmente proceden del cemento, pero eventualmente pueden provenir también de algunos agregados. Por tal motivo, estas reacciones se designan genéricamente como álcali - agregado, y a la fecha se le conocen tres modalidades que se distinguen por la naturaleza de las rocas y minerales que comparten el fenómeno:

Reacciones deletéreas Álcali - sílice Álcali - carbonato Esquema 12: Características - Estabilidad química

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Agregados

Reacción Álcali-Sílice: Los álcalis en el cemento están constituidos por el Óxido de sodio y de potasio quienes en condiciones de temperatura y humedad pueden reaccionar con ciertos minerales, produciendo un gel expansivo Normalmente para que se produzca esta reacción es necesario contenidos de álcalis del orden del 0.6% temperaturas ambientes de 30° C y humedades relativas de 80% y un tiempo de 5 años para que se evidencie la reacción. Existen pruebas de laboratorio para evaluar estas reacciones que se encuentran definidas en ASTM C227, ASTM C289, ASTM C-295 y que permiten obtener información para calificar la reactividad del agregado. Reacción Álcali-carbonatos: Se produce por reacción de los carbonatos presentes en los agregados generando sustancias expansivas, en el Perú no existen evidencias de este tipo de reacción.

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Agregados

3.4.3. Granulometría La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por análisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamaño de partícula del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas. Los siete tamices estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm. Los números de tamaño (tamaños de granulometría), para el agregado grueso se aplican a las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que pasan a través de un arreglo de mallas. Para la construcción de vías terrestres, la norma ASTM D 448 enlista los trece números de tamaño de la ASTM C 33, más otros seis números de tamaño para agregado grueso. La arena o agregado fino solamente tiene un rango de tamaños de partícula.

Granulometría de Agregados Finos En mezclas mas pobres, la granulometria que mas se aproxime al porcentaje máximo que pasa por cada criba resulta lo mas conveniente para lograr una buena trabajabilidad. Si la relación agua – cemento se mantiene constante y la relación de agregado fino a grueso se elige correctamente, se puede hacer uso de un amplio rango de granulometria sin tener un efecto apreciable en la resistencia. El modulo de finura del agregado fino es útil para estimar las proporciones de los de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto.

Granulometría de Agregados Gruesos El tamaño máximo del agregado grueso que se utiliza en el concreto tiene su fundamento en la economía. Se necesita mas agua y cemento para agregados de tamaño pequeño que para tamaños mayores, para revenimiento de aproximadamente 7.5 cm para un amplio rango de tamaños de agregado grueso. La malla de tamaño máximo nominal, puede retener de 5% a 15% del del agregado dependiendo del numero de tamaño.

Esquema 13: Granulometría

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a)

Agregados

Peso volumétrico unitario

Relación de la masa del agregado que ocupa un volumen patrón unitario entre la magnitud de este, incluyendo el volumen de vacíos propio del agregado, que ha de ir a ocupar parte de este volumen unitario patrón. 𝛾𝑚 =

𝑊𝑚 𝑉𝑚

Donde: 𝑊𝑚 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑉𝑚 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑎 - Peso Unitario Suelto (P.U.S.) Se denomina PUS cuando para determinarla se coloca el material seco suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y a continuación se nivela a ras una carilla. El concepto P.U.S. es importante cuando se trata de manejo, transporte y almacenamiento de los agregados debido a que estos se hacen en estado suelto Se usará invariablemente para la conversión de peso a volumen, es decir para conocer el consumo de agregados por metro cubico de hormigón. 𝑃. 𝑈. 𝐶. =

𝑊𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 (𝑘𝑔) 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚. 𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝. (𝑚3 )

- Peso Unitario Compacto (P.U.C.) Se denomina P.U.C. cuando los granos han sido sometidos a compactación incrementando así el grado de acomodamiento de las partículas de agregado y por lo tanto el valor de la masa unitaria. El PUC es importante desde el punto de vista diseño de mezclas ya que con él se determina el volumen absoluto de los agregados por cuanto estos van a estar sometidos a una compactación durante el proceso de colocación de agregado.

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Agregados

Ilustración 6: Peso unitario compacto

b)

Peso específico

Es la relación entre el peso y el volumen del material sólido. Para determinar el peso específico o densidad se debe tomar el agregado en estado saturado y superficie seca. El peso específico de muchos de los agregados de origen natural ronda alrededor de 2,65gr/cm3, tal como en los agregados silíceos, calcáreos y granitos, con las excepciones del basalto que está en 2,90 gr/cm3, areniscas en 2,55 gr/cm3 y la cuarcítica en 2,50 gr/cm3. Hay agregados pesados como la piedra partida de roca de hematita que anda en 4,25 gr/cm3. - Peso específico (Densidad) Es la relación, a una temperatura estable, de la masa de un volumen unitario del material, a la masa del mismo volumen de agua destilada, libre de gas. - Peso específico (densidad) aparente Es la relación. a una temperatura estable, de la masa en el aire de un volumen unitario de material, a la masa en el aire de igual densidad de un volumen igual de agua destilada libre de gas. Si el material es un sólido, el volumen es aquel de la porción impermeable. - Peso específico (densidad) de masa Es la relación, a una temperatura estable, de la masa en el aire de un volumen unitario de material permeable (incluyendo los poros permeables e impermeables, naturales del material) a la masa en el aire

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Agregados

de la misma densidad, de un volumen igual de agua destilada libre de gas. - Peso específico (densidad) de masa saturado superficialmente seco Es lo mismo que peso específico de masa, excepto que la masa incluye el agua en los poros permeables. c)

Tamaño nominal máximo

El tamaño máximo nominal de un agregado, es el menor tamaño de la malla por el cual debe pasar la mayor parte del agregado. La malla de tamaño máximo nominal, puede retener de 5% a 15% del del agregado dependiendo del número de tamaño. Por ejemplo, el agregado de numero de tamaño 67 tiene un tamaño máximo de 25 mm y un tamaño máximo nominal de 19 mm. De noventa a cien por ciento de este agregado debe pasar la malla de 19 mm y todas sus partículas deberán pasar la malla 25 mm. Tabla 10: Tamaño Máximo Nominal de algunos agregados Tamaño Máximo

Nominal del Agregado

Capacidad de la Medida

mm

Pulgadas

L (m3)

P3

12.2

1/2

2.8 (0.0028)

1/10

25.0

1

9.3 (0.0093)

1/3

37.5

1 1/2

14.0 (0.014)

1/2

75.0

3

28.0 (0.028)

1

112.0

4 1/2

70.0 (0.070)

2 1/2

150.0

6

100.0 (0.100)

3 1/2

d)

Módulo de finura

Es la suma de los porcentajes retenidos acumulados dividido entre 100. Según la norma NTC 2240 no deberá variar más que en 0.20 del promedio de módulo de finura obtenido entre todas las muestras probadas. Cuando no se cumple con este rango, se deberá rechazar la arena o rediseñar la mezcla. Para escoger un agregado hay que conocer las dimensiones del elemento, así como el tamaño, distribución y cantidad de acero.

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Agregados

El tamaño máximo no debe exceder de: - 1/5 de la dimensión mínima de los miembros sin refuerzo - 3/4 de la distancia libre entre refuerzos o entre éstos y los moldes - 1/3 del espesor de las losas sin refuerzo situadas sobre el terreno. Representa un tamaño promedio ponderado de la muestra de arena, pero no representa la distribución de las partículas. La norma ASTM establece que la arena debe tener un módulo de finura no menor de 2.3 ni mayor que 3.1. Fórmula para hallar el Módulo de Finura: 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝐹𝑖𝑛𝑢𝑟𝑎 = e)

∑ %𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 (ℎ𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑒𝑙 𝑡𝑎𝑚𝑖𝑧 #100) 100

Absorción y humedad superficial

Los agregados presentan poros internos, que se denominan como "abiertos" cuando son accesibles al agua o humedad exterior, sin requisito de presión. Diferenciándose de la porosidad cerrada, en el interior del agregado, sin canales de conexión con la superficie, a la que se alcanza mediante fluidos bajo presión. Si un agregado se colma en todos sus poros, se considera saturado y superficialmente seco. En el caso de que se seque al aire o artificialmente en horno, el contenido de humedad disminuirá, denominándose agregado seco al aire, o completamente seco.

Ilustración 7: Absorción y humedad superficial

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Agregados

La capacidad de absorción del agregado se determina por el incremento de peso de una muestra secada al horno, luego de 24 horas de inmersión en agua y de secado superficial. En los cálculos para el proporcionamiento del concreto se considera al agregado en condiciones de saturado superficialmente seco, es decir, con todos sus poros abiertos llenos de agua y libre de humedad superficial. Esta situación, que no es correcta en la práctica, conviene para fines de clasificación. Como se sabe, el contenido de agua de la mezcla influye en la resistencia y otras propiedades del concreto. En consecuencia, es necesario controlar el dosaje de agua. Si los agregados están saturados y superficialmente secos no pueden absorber ni ceder agua durante el proceso de mezcla. Sin embargo, un agregado parcialmente seco resta agua, mientras que el agregado mojado, superficialmente húmedo, origina un exceso de agua en el Concreto. En estos casos es necesario reajustar el contenido de agua, sea agregando o restando un porcentaje adicional al dosaje de agua especificado, a fin de que el contenido de agua resulte el correcto.

Ilustración 8: Absorción 3.5. Sustancias que perjudican a los agregados Según Jhon Rodríguez Jahuana: Existen diversos materiales que con cierta frecuencia acompañan a los agregados, y cuya presencia es inconveniente por los efectos adversos que producen en el concreto. Entre dichos materiales contaminantes, los más comunes son los finos indeseables (limo y arcilla), la materia orgánica, el carbón y el lignito, las partículas ligeras y los terrones de arcilla y otras partículas desmenuzables. Lo deseable es disponer de agregados completamente libres de estas materias perjudiciales, en la práctica esto no siempre es factible, por lo cual se hace necesario

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Agregados

tolerarlas en proporciones suficientemente reducidas para que sus efectos nocivos resulten poco significativos. Tabla 11: Algunas sustancias que perjudican a los agregados SUSTANCIAS

Sólidos en Suspensión

Arcillas

Afecta la adherencia.

Sólidos Orgánicos

Afecta la resistencia Mecánica

Algas

Retardo de hidratación y menor Resistencia Mecánica

Carbonatos y Bicarbonatos Cloruros

Afecta el tiempo de fragüe.

Ion cloruro

Ataque al acero en el H° armado.

Cloruro de Ca

Acelera Hidratación.

Reacción con AC

Forma compuestos expansivos.

Sulfatos

Hierro

Manchas

Materia Orgánica

Alteraciones en fraguado y menor Resistencia.

pH

Idem

Aceites - Grasas

Reducción de la Resistencia.

a) Limo y Arcilla El limo es el material granular fino, sin propiedades plásticas, cuyas partículas tienen

tamaños

normalmente

comprendidos

entre

2

y

60

micras

aproximadamente, en tanto que la arcilla corresponde al material más fino, integrado por partículas que son menores de 2 micras y que sí posee propiedades plásticas.

Ilustración 9: Limo y arcilla

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Agregados

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

c)

Sales inorgánicas Las sales inorgánicas que ocasionalmente pueden hallarse como contaminación en los agregados de origen natural son los sulfatos y los cloruros, principalmente estos últimos, como ocurre en los agregados de procedencia marina. La presencia excesiva de estas sales en el seno del concreto es indeseable por los daños que pueden ocasionar, si bien difieren en su forma de actuar y en la manifestación e intensidad de sus efectos.

Ilustración 10: Sale inorgánicas d) Terrones de Arcilla Durante el mezclado con agua los terrones se disgregan, transformándose en polvo de alta superficie específica. Los terrones no se disgregan al mezclarse con el agua y quedan como tales. En condiciones húmedas dentro de la masa de hormigón al cabo de unos días pierden su poder cementante convirtiéndose en partículas blandas.

Ilustración 11: Terrones de arcilla

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Agregados

3.6. Criterios para la selección de los agregados La

siguiente

información

fue

recuperada

del

siguiente

link:

https://www.camacolantioquia.org.co/2018/TECNICO/GuiasDeConstruccion/Fic has/4.4.8.5..pdf Las características de los agregados tienen una influencia importante sobre la durabilidad, la resistencia y la trabajabilidad del concreto, así como en el peso de la estructura (carga muerta). El exceso de consumo de cemento en las mezclas, se debe en gran parte a la forma, la textura, las películas superficiales y la distribución de tamaño de los agregados empleados. En este sentido, es muy importante la selección de las características apropiadas. La normatividad técnica que regula las características de los agregados se lista a continuación: - Granulometría (NTC 174, 77) - Forma y Textura (NTC 174) - Composición mineralógica - Dureza o resistencia a la abrasión (NTC 93, 98, 183) - Resistencia Compresión (BS 812) - Sustancias indeseables (NTC 78, 127, 130, 174, 579, 589) - Estabilidad Química (NTC 126, 175) - Estabilidad Térmica • Estabilidad Volumétrica (Sanidad) - Densidad específica y absorción (NTC 76, 237) - Masa unitaria (NTC 92) - Humedad total (NTC 1776) Características generales a considerar para la selección de agregados: - Ser partículas limpias, duras, resistentes y durables. - Los agregados deben mantener sus propiedades físicas, químicas y térmicas a través del tiempo, para así poder brindar estabilidad a la estructura. - Estar libres de sustancias químicas, recubrimientos de polvo u otros materiales que afecten la hidratación del cemento y la adherencia de la pasta. - No deberán emplearse aquellos que contengan pizarras laminares naturales o esquistos, partículas porosas y deleznables.

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Agregados

3.7. Tamizado Según Echavaudis Chavez Evelyn Xiomara y Perez Laura Yessica Carito, en una investigación por obtener el título de ingeniero químico del gas natural y energía, define al tamizado como un método común. Consiste en una serie de tamices estándar. El sólido se coloca en la parte superior de la serie de tamices; cada tamiz tiene aberturas más pequeñas que la superior. Conforme se hacen vibrar los tamices, las partículas caen a través de ellos, hasta que llegan a un tamiz en el cual las aberturas son lo suficientemente pequeñas para evitar el paso de partículas. Este método presenta las ventajas de ser económico y puede usarse para partículas grandes, pero no permite medir sprays o emulsiones, los materiales cohesivos y aglomerados son difíciles de medir. 3.8. Análisis de tamices La granulometría se establece haciendo pasar los agregados por una serie de tamices. Los tamices cuyas aberturas son mayores que ¼” se designan por el tamaño de la abertura. Los tamices cuyas aberturas son menores que ¼” se designan por el número de aberturas por pulgada lineal. Los agregados retenidos en el tamiz #4 se llaman agregados gruesos y los que pasan se llaman agregados finos. Los resultados de una granulometría se describen usando el porcentaje acumulado de agregados que pasan o quedan retenidos en un determinado tamaño de tamiz. Los resultados generalmente se presentan en una gráfica semi - logarítmica.

Ilustración 12: Análisis de tamices

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Agregados

3.9.Norma Técnica Peruana -

Agregados. Método de ensayo normalizado para contenido de humedad total evaporable de agregados por secado NORMA TÉCNICA NTP 339.185 – 2002.

-

Unidades De Albañilería. Requisitos para adoquines de concreto. Norma Técnica Peruana 399.611 – 2010.

-

Agregados. Análisis granulométrico del agregado fino, grueso y global Norma Técnica Peruana 400.012 – 2001.

-

Agregados. Método de ensayo para determinar el peso unitario del agregado Norma Técnica NTP 400.017 – 1999.

-

Agregados. Método de ensayo normalizado para para la determinación de la resistencia a la degradación en agregados gruesos de tamaño menores por abrasión e impacto en la máquina de Los Ángeles. NORMA TÉCNICA NTP 400.019 – 2002.

-

Agregados. Método de ensayo normalizado para peso específico y absorción del agregado grueso Norma Técnica NTP 400 021 PERUANA – 2002.

-

Agregados. Método de ensayo normalizado para peso específico y absorción del agregado fino Norma Técnica NTP 400.022 – 2002.

-

Agregados. Durabilidad al Sulfato de Sodio y Sulfato de Magnesio. MTC E 209-1999.

3.10.

Manejo y almacenamiento de los agregados

1) El manejo y almacenamiento de los agregados para el concreto debe hacerse en forma tal que se evite la mezcla con materiales extraños. 2) Los agregados finos y cada tamaño de los gruesos, deben almacenarse en pilas separadas a suficiente distancia uno del otro para evitar la mezcla. 3) Las pilas deben estar libre de monte u otra vegetación o substancias orgánicas. Los agregados lavados, deben dejarse escurrir por lo menos 24 horas.

Ilustración 13: Manejo y almacenamiento de los agregados

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Agregados

3.11. Muestreo de los agregados La toma de muestras de los agregados constituye una operación fundamental en el proceso de control de calidad de la producción del concreto. Se recomienda extraer las muestras de manera intermitente mientras se carga el material a los vehículos. En los procedimientos de muestreo en obra, para el control directo de la producción del concreto, se toman muestras durante la descarga de los vehículos de transporte, actuando separadamente sobre la parte superior, media e inferior de la tolva. Las exigencias del muestreo son más amplias cuando se necesita evaluar un yacimiento o dar conformidad al material beneficiado por un proveedor. 3.12. Lugares de extracción Hace referencia al lugar donde se extrae y a la historia geológica que lo rodea. 3.12.1. De procedencia natural Tabla 12: Agregados naturales AGREGADOS NATURALES DEPÓSITOS FLUVIALES:

Los ríos acarrean sedimentos de diferentes tamaños y composiciones hacia zonas más bajas en las cuales el hombre extrae según su conveniencia. El transporte puede ser por disolución, suspensión o rodadura.

DEPÓSITOS EÓLICOS: Es el material acarreado por el viento que se deposita y acumula formando dunas y médanos, se reduce a la arena fina y es útil como arena para preparar morteros. Los desplazamientos se realizan por saltación rodamiento y suspensión.

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Agregados

Es una masa de material depositada en la CONO DE DEYECCIÓN:

desembocadura de un barranco. Esta clase de depósito se generan al final de los valles torrenciales, en las zonas de bajas del monte, donde la pendiente debe de estar (1 a 10grados) las enlazando con una zona llana constituyéndose en el lugar de deposición de los materiales erosionados en los sectores superiores.

3.12.2. De procedencia artificial Tabla 13: Agregados artificiales AGREGADOS ARTIFICIALES: Se obtiene triturando rocas duras mecánicamente. En ingeniería el uso del PIEDRA CHANCADA:

agregado grueso es para la preparación de concreto. Se puede usar cualquier clase de piedra partida para la preparación del agregado, siempre que sea limpia, durable y cuyas resistencias no sean inferiores a la del concreto, de tal manera que no limite la resistencia de este material.

ARCILLA EXPANDIDA: Es un material aislante, con estructura altamente porosa, derivada de la expansión a altas temperaturas, reemplaza al canto rodado, piedra partida y arena. Es muy buena por su elevada resistencia intrínseca que la hace adecuada para su utilización

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Agregados

Los áridos reciclados son distintos de los ARIDOS RECICLADOS

áridos naturales y el concreto que se produce con ellos posee propiedades específicas, ciertas propiedades tales como la resistencia máxima. Se determinó que la absorción del agua en los áridos reciclados es mayor que en los áridos naturales y eso debe compensarse durante el diseño de la mezcla en proporciones similares.

3.13. Usos y aplicaciones La

siguiente

información

fue

referenciada

del

siguiente

link:

https://www.360enconcreto.com/blog/detalle/usos-beneficios-y-recomendacionesdel-manejo-de-losagregados#:~:text=Usos%20de%20los%20agregados&text=Sin%20embargo%2C% 20los%20usos%20m%C3%A1s,de%20vidrio%20y%20otros%20productos. El uso de los agregados cubre toda una gama de aplicaciones que depende de la industria en la que se vaya a utilizar; este puede ser sector de construcción, metalurgia, industria química y alimentos. Esta gran gama de aplicaciones se debe a la variedad en la composición y características de los agregados disponibles en Colombia. Sin embargo, los usos más conocidos están en la industria de la construcción y la industria química. En la primera se utilizan principalmente para la elaboración de concreto y las distintas capas para las vías del país; y en la segunda para la fabricación de vidrio y otros productos.

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Agregados

Tabla 14: Usos y aplicaciones de algunos agregados

ARENA Su uso frecuente será para la elaboración de mortero y concreto. Si la arena es fina, el uso más común es para los trabajos de albañilería y trabajos de mampostería. También se usa para mezclas asfálticas.

GRAVA Su uso más frecuente es la elaboración de concreto.

También

como

lastre

y

revestimiento protector en cubiertas planas no transitables. Como filtrante en soleras y drenajes,

así

como

carreteras

y

balasto

pavimentación para

líneas

de de

ferrocarriles.

BASE – SUB BASE

La base granular se usa para la construcción de diferentes tipos de pavimentos como capa en la instalación de pavimentos asfálticos y pavimentos de concreto. Se utiliza para mejoramiento

de

vías

secundarias

y

terciarias. En ocasiones se utiliza para relleno de construcciones de box culvert y alcantarillas, además de ser material de soporte de sardineles y bordillos.

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Agregados

3.14. Recomendaciones para el uso de los agregados Es un hecho que las características de los agregados (así como todos los materiales existentes) se ven afectados por su entorno. Por lo tanto, se hace necesario resaltar algunas recomendaciones para minimizar el impacto de los aspectos relacionados con el ambiente y el manejo de estos: 1) Evitar que el material permanezca mucho tiempo almacenado ya que los factores climáticos pueden alterar sus condiciones. 2) En lo posible, almacenar el material en un lugar cubierto para que no se afecte por lluvias u otros agentes externos. 3) El cargador/maquinaria móvil no debe montarse sobre las pilas de material para evitar contaminación. 4) Evitar hacer pilas mayores a cuatro metros de alto porque esto produce segregación en los materiales. 5) Contar con un buen espacio para los acopios con el fin de realizar divisiones e ingreso de volquetas sin contratiempos. 6) Lavado de llantas de la maquinaria móvil que pueda entrar en contacto con el material para evitar contaminación con materias orgánicas y/o agentes externos al producto. 7) Evitar el contacto de la arena con la lluvia o la humedad permanente. De lo contrario se debe ajustar el diseño de mezclas con la fórmula de corrección por humedad. 8) Cada producto diferente deberá acopiarse por separado para evitar cambios en su granulometría original. 9) Los últimos quince centímetros (15 cm) de cada acopio que se encuentran en contacto con la superficie natural del terreno no deberán ser utilizados, a menos que se haya colocado sobre esta alguna superficie que prevenga la contaminación del material de acopio, o que la superficie tenga pavimento.

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IV.

Agregados

ENSAYOS

4.1. Análisis granulométricos de agregados finos y gruesos

Los análisis granulométricos tienen por objetivo determinar las cantidades en las que están presentes partículas de distintos tamaños en los agregados tanto finos (arena) como gruesos (grava), se entiende por análisis granulométrico como un procedimiento manual o mecánico por medio del cual se pueda separar las partículas constitutivas del agregado según tamaños, de tal manera que se puedan conocer las cantidades en peso de cada tamaño que aporta el peso total.

4.1.1. Materiales TAMICES (3”, 1 1/2”, 3/4”, 3/8”, N*4, N*8, N*16, N*30, N*50, N*100, N*200)

BALANZA (RECOMENDACIÓN CON APROXIMACION DE 0.1 g)

AGITADOR MECANICO DE TAMICES

HORNO (CAPAZ DE MANTENER UNA TEMPERATURA UNIFORME DE 110 C° +/- 5)

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Agregados

MUESTRA DE ENSAYO

4.1.2. Procedimiento 1) Secar la muestra a una masa constante y una temperatura 110 +/- 5 C°. 2) Tamaño de la muestra después del secado es mínimo 300 C°. 3) Colocar apropiadamente los tamices de mayor a menor tamaño. 4) Colocar la muestra de la parte superior de los tamices. 5) Agitar los tamices por la mano o por métodos mecánicos. 6) Tamizar hasta que no más de l% de la masa retenida pase el tamiz con un minuto de agitación. 7) Determinar la masa retenida en cada tamiz con aproximación del 0.l%. 8) Agregar la masa del material del tamiz N*200 por lavado a la masa del material que pasa por tamizado seco. Tabla 15: Procedimiento del análisis granulométrico de agregados finos y gruesos % RETENIDO

1 ½’’

PESO RETENIDO (gramos) 0

1’’

694.2

7.06

¾’’

5818

59.19

3/8’’

2464.8

25.07

¼’’

342

3.48

#4

272

2.77

FONDO

239

2.43

TOTAL

9830

100

TAMIZ

0

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Agregados

4.1.3. Resultados 1) En la columna cuatro se van colocando los porcentajes retenidos acumulados. Tabla 16: Porcentaje retenido acumulado – Análisis granulométrico de agregados finos y gruesos TAMIZ

PESO RETENIDO (gramos)

% RETENIDO

%RETENIDO ACUMULADO

1 ½’’

0

0

0

1’’

694.2

7.06

7.06

¾’’

5818

59.19

66.25

3/8’’

2464.8

25.07

91.32

¼’’

342

3.48

94.8

#4

272

2.77

97.57

FONDO

239

2.43

100

TOTAL

9830

100

2)

La columna 5 se registra en porcentaje con qué será simplemente la diferencia entre 100 y el porcentaje retenido acumulado.

Tabla 17:Porcentaje que pasa – Análisis granulométrico de agregados finos y gruesos

1 ½’’

PESO RETENIDO (gramos) 0

1’’

% RETENIDO

%RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA

0

0

100

694.2

7.06

7.06

92.04

¾’’

5818

59.19

66.25

33.75

3/8’’

2464.8

25.07

91.32

8.68

¼’’

342

3.48

94.8

5.2

#4

272

2.77

97.57

2.43

FONDO

239

2.43

100

0

TOTAL

9830

100

TAMIZ

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𝑀𝐹 =

Agregados

∑ % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 100 𝑀𝐹 =

167.79 = 1.67 100 ′′ 1 1⁄2

𝑇𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑀á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜: 𝑇𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑀á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙:

1′′

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Agregados

4.2. Densidad relativa y absorción en agregado grueso El presente método de ensayo se utiliza para determinar la densidad o la porción esencialmente sólida de un gran número de partículas de agregado grueso y da un valor promedio que representa la muestra. Se hace la distinción entre la densidad de las partículas de agregado grueso, según se determina por este método de ensayo, y la densidad de masa de los agregados, que incluye el volumen de los vacíos entre las partículas de agregados gruesos. 4.2.1. Materiales

CANASTILLA DE SUSPENSION

TAMICES DE 4.75 MM U OTROS

BALANZA SENSIBILIDAD DE 0.05% DE LA MASA DE LA MUESTRA

HORNO TEMPERATURA UNIFORME (110 +/- 5 C°)

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TANQUE DE AGUA HERMETICO

Agregados

MUESTRA DE AGREGADO

4.2.2. Procedimiento 1) Obtener una muestra de agregado 2) Mezclar la muestra de agregado y reducir a una cantidad necesaria 3) Rechazar todos los materiales que pasen el tamiz de 4.75 del tamizado en seco 4) Lavar hasta remover el polvo u otros recubrimientos de la superficie 5) Secar la muestra de prueba de muestra de masa constante hasta una temperatura de 110 +/- 5 C° 6) Enfriar en un cuarto ventilado por un lapso de 1 a 3 horas para muestras de ensayo de tamaño máximo nominal 37.5 mm o más grandes a una temperatura confortable para manejar el agregado más o menos 50 C° 7) Sumergir el agregado en agua a una temperatura ambiente por un lapso de 24 +/- 4 horas para lograr la saturación de los poros del agregado 8) Retirar la muestra de ensayo del agua y remover en una tela absorbente hasta que la película visible de agua sea removida de todas las partículas 9) Determine la masa de la muestra en el aire en su condición saturado superficialmente seco. 10) Colocar la muestra en la canastilla y calcular la masa aparente de la muestra en agua a 23 +/- 2 C° en su estado suturado superficialmente seco para que se escape todo el aire. 11) Secar la muestra a masa constantes de 110 +/- 5 C° 12) Enfriar a la temperatura ambiente de 1 a 3 horas

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Agregados

4.3.Densidad, densidad relativa y absorción del agregado fino El presente método de ensayo se utiliza para determinar la densidad o la porción esencialmente sólida de un gran número de partículas de agregado fino y da un valor promedio que representa la muestra. Se hace la distinción entre la densidad de las partículas de agregado fino, según se determina por este método de ensayo, y la densidad de masa de los agregados, que incluye el volumen de los vacíos entre las partículas de agregados finos.

4.3.1. Materiales PICNOMETRO

MOLDE METALICO FORMA DE CONO TRUNCADO

PISON METALICO

CUCHARA METALICA

BALANZA (SENSIBILIDAD DE 0.1 g)

MUESTRA DE ENSAYO

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HORNO 110 +/- 5 C°

Agregados

DISPOSITVO DE CALOR

4.3.2. Procedimiento 1) Secar el espécimen de prueba en un recipiente adecuado con una temperatura de 110 +/- 5 C°. 2) Luego enfriar a una confortable temperatura. 3) Cubrir con agua con hasta 6 %. 4) Perdurar al agua en 24 +/- 4 horas. 5) Decantar el exceso de agua con cuidado para evitar pérdidas de finos. 6) Metemos a una superficie plana no absorbente y someterlo a la acción de una corriente suave de aire caliente. 7) Mezclar frecuentemente para obtener una homogeneidad de secado. 8) Continuar hasta que las partículas del agregado fino no se adhieran entre sí. 9) Continuar secando hasta que la prueba indique que el espécimen ha alcanzado una condición superficial mente seca. 10) Realizamos la prueba superficial humedad del agregado consiste en sujetar el molde firmemente en una superficie lisa no absorbente, con el diámetro mayor hacia abajo. 11) Coloque la porción del espécimen en el molde por sobre llenado y acumular el material adicional sobre la parte superior del cono. 12) Ligeramente apisonar el agregado fino dentro del molde con 25 caídas de la apisonadora.

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13) La caída de la apisonadora debe de ser 5 mm de la parte superior del agregado fino. 14) Retirar el molde verticalmente. 15) Llenar el picnómetro parcialmente con agua. 16) Agregar 500 +/- 10 g del agregado saturado superficialmente seco en el picnómetro. 17) Llenas otra vez agua hasta por lo 90% del picnómetro. 18) Manual mente rolar o agitar el picnómetro para eliminar las burbujas de aire. 19) Remover el agregado fino del picnómetro. 20) Secar a masa constante 110 +/- 5 C°. 21) Dejar enfriar temperatura ambiente 1 +/- ½ hora.

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Agregados

4.4.Peso unitario y vacío en agregados Este método de prueba cubre la determinación de la densidad aparente ("peso unitario") del agregado en un condición suelta y vacíos calculados entre partículas en agregados finos, gruesos o mixtos basados en la misma determinación. Este método de prueba es aplicable a agregados que no excedan los 125 mm [5 pulg.] De tamaño nominal máximo. 4.4.1. Materiales

PLACA DE VIDRIO

TERMOMETRO

BOMBA DE AGUA

BALANZA

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Agregados

RECIPIENTE CILINDRICO METALICO HERMETICO

VARILLA DE APISONAMIENTO SEGÚN NORMA

CUCHARA METÁLICA

REGLA METÁLICA

HORNO 110 +/- 5 C°

MUESTRA DE ENSAYO

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Agregados

4.4.2. Procedimiento 1) Llenar el recipiente con agua 2) Determinar la masa del recipiente lleno de agua 3) Medir la temperatura del agua 4) Medir la densidad ya establecida por la guía del proyecto 5) Calcular el volumen del recipiente dividiendo la masa de agua para la densidad

calculada 6) Secar la muestra de agregado Preferiblemente En horno a 110 +/- 5 C 7) Método del varillado: aplica para los agregados de 37.5 mm o menos 8) Llenar 1/3 del volumen del recipiente y aplanar la superficie con los dedos 9) Golpear con la varilla 25 veces, pero distribuidas a lo largo de la superficie los

golpes sin golpear el fondo 10) Llenar ahora hasta los 2/3 del volumen y aplanar y golpear 25 veces sin

golpear la capa anterior 11) Llenar todo el recipiente hasta que haya un exceso de agregado y hacer el

mismo procedimiento 12) Luego aplanar la superficie con dedos u otro material 13) Determinar el peso del recipiente vacío y también con el ripio

V.

RECOMENDACIONES -

Después de haber analizado todos los datos obtenidos podemos recomendar qué cómo ingenieros civiles debemos tener mucho cuidado con este material que es de suma importancia para la construcción.

-

Ver que los agregados serán limpios y qué las canteras estén las normas porque si no sería algo perjuicioso en nuestra carrera cómo ya profesionales.

VI.

CONCLUSIONES -

Para poder hacer uso de los agregados estos deben de encontrarse Limpios, libre de cantidades perjudiciales tales como el limón y la materia Orgánica.

-

El material a usarse deberá de estar graduado dentro de los límites establecidos en la N.T.P 400.037.2014

-

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

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VII. -

Agregados

BIBLIOGRAFIA https://www.studocu.com/pe/document/universidad-tecnologica-delperu/materiales-de-construccion/informe/ntp-4000372014-agregadosespecificaciones-para-agregados-en-concreto/9229253/view

-

https://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados.shtml

-

https://repository.ucc.edu.co/bitstream/20.500.12494/5157/1/2014_document acion_proceso_estraccion.pdf

-

http://ingevil.blogspot.com/2008/10/determinacin-de-la-densidad-nominaly.html#:~:text=La%20densidad%20aparente%20del%20agregado,seg%C3% BAn%20la%20roca%20de%20origen.

-

http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/7321/Capitulo4.pdf

-

https://www.360enconcreto.com/blog/detalle/tipos-de-agregados-y-suinfluencia-en-mezcla-de-concreto

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