AgregadosDefinicionesClasificaciónCaracterísticas

Ing. Nilo García Corzo

¿Que es AGREGADO?

Material mineral granular compuesto de arena, grava, esquisto, escoria y piedra chancada.

NTP 400.011: 2008 AGREGADOS. Definición y clasificación de agregados para uso en morteros y concretos.

Agregados

rellenos baratos material duro velar por la estabilidad de volumen proporcionar resistencia a la abrasión

Cantera de roca

Producción de agregados

Rocas partida:Extraída de una zona rocosa

Grava:Minadas o dragada de los depósitos naturales

Otros orígenes de los agregados

Reciclado de hormigón:Extraída de los pavimentos u otras fuentes

Escorias de fundición:Extraídos de las reservas industriales

Agregados

En el Perú– 70% Grava– 20% Chancado

Grava– De Rio– Depósitos Glaciales

Piedra triturada• Granito• Basalto .....

Trituradora de impacto

Trituradoras de cono

Detalles de la trituradora de impacto

Vista lateral

Vista desde arriba

Detalles del triturador de cono

Transportadores para apilar las reservas de

agregados procesados después del cribado

Planta de cribado

Las mallas están hechas de un material de poliuretano que reduce significativamente el ruido. Este material dura más que las pantallas de acero

Usos del agregadoAgregados en Ingeniería Civil• Como Material de Relleno• Por su Estabilidad dimensional:

– A la contracción,– A los cambios térmicos

• Resistencia y rigidez• Economía

Uso: Material subyacente para fundaciones y pavimentos (base y subbase)

Añade estabilidad a la estructura Proveen una capa de drenaje Protegen la estructura de las heladas

Uso: Ingrediente del concreto de cemento portland

Ocupan 60-75% del volumen y 79-85% del peso

Actúan como relleno para reducir el cemento necesario en la mezcla

Agregan estabilidad de volumen.

Uso: Ingrediente del pavimento asfáltico

– Constituyen >80% del volumen y 92-96% del peso.

– El rozamiento entre las partículas de agregados provee la resistencia y la estabilidad del pavimento

Uso: Ingrediente del concreto de polímero

– Constituyen el 95% del Polímero de concreto (resinas)

Polímero de concreto en zanja de drenaje

Canal en la vía de acceso, con polímero de concreto

Concreto de polímero decorativo para proteger y sellar la cubierta de una piscina

Filtro de agua

Muros rellenos de piedras Presas de gavión

Definiciones

Agregado grueso:– Predominantemente

retenido en el tamiz de 4.75mm (#4)

Agregado Fino:pasan completamente el tamiz de 3/8“ (9,5 mm) y comprendidos entre el tamiz # 4 y el tamiz # 200

Definiciones

Tamaño Máximo:– Es la apertura mas

pequeña del tamiz a través del cual pasa toda cantidad de material.

Tamaño Max Nominal:– Mayor apertura del tamiz

a través del cual puede retenerse una determinada cantidad.

Definiciones

Densos– Agregado que tiene una

distribución de tamaño de partícula tal que, compactados, los huecos (en% del volumen) son relativamente pequeños

Clasificados– Agregados que tiene una

distribución de tamaño de partícula tal que, compactados, los huecos (en% del volumen) son relativamente grandes

Minerales en Agregados

Sílice y silicatos– Cuarzo SiO2

• Duro, fuerte, insoluble• Normalmente ígneo

– Ópalo• Cristalinidad pobre• Silicato hidratado (3-9%)

– Feldespato• duro, fuerte, composición variable

Carbonatos– Calcita CaCO3

• Piedra caliza• suave, dureza variable

– Dolomita• Piedra caliza dolomítica• CaCO3 + MgCO3

• suave, dureza variable

Agregados

Areniscavariable resistencia y durabilidad, con la porosidad y absorción

Condiciones de humedad

NTP Nº 400.010. Contenido de humedad del agregado fino y grueso

Condiciones de humedad

Secado al horno

Saturada con superficie seca Húmedo Secado al aire

Tipos de agregadosPeso normal (ASTM C33)– Grava de río, – Piedra chancada – Arena natural– Arena fabricada– Concreto reciclado– Peso específico a granel = 2.40 - 2.90

Tipos de agregadosLigeros (ASTM C330)– Piedra pómez, – Pizarra o esquisto– Ladrillo machacado

Usos: rellenos o aplicaciones de bajo requerimiento• Geo rellenos, Losas estructurales

Tipos de agregadosUltra Ligeros (ASTM C330)– Vermiculita

Usos: propiedades de aislamiento térmico y acústico

Tipos de agregados

Pesados (ASTM C637)– Escoria o pellets de hierro – Piedra chancada – Minerales– Peso específica = 3.5-5.2

Usos: Lastre y protección contra radiaciones

magnetita

Forma de partículas

La forma determina cómo se va a agrupar, qué densidad tendrá y cómo se moverá dentro de la mezcla.– Las 2 consideraciones en la forma del

material son:• Angularidad

• “delgadez”

PLAN O ALARGADO

REDONDAANGULAR

 Angularidad del agregado gruesoLa prueba de angularidad es importante para asegurarse del engranamiento global adecuado y evitar la deformación bajo carga excesiva.

• AASHTO TP 61: Determinar el porcentaje de fractura en el agregado grueso• ASTM D 5821: Determinación del porcentaje de partículas fracturadas en el agregado grueso

El ensayo de la angularidad del agregado fino

• AASHTO T 304 y ASTM C 1252: Contenido de vacíos sin compactar del agregado fino

Las partículas planas y alargadasEsta caracterización se utiliza para identificar agregados que pueden tener una tendencia a impedir la compactación.

En general los agregados deben estar libres de partículas planas y alargadas (limitado a 15% del peso total de agregados totales).

El ensayo de partículas planas y elongadas • ASTM D 4791: en agregados gruesos

Propiedades …

– Los angulares producen masas con mayor estabilidad.

– Los redondos son mas fáciles de colocar

Textura de los agregados

– Agregados rugosos:• Son más difíciles de compactar

densamente

• Se adhieren mejor entre sí

• Presentan mejor rozamiento entre partículas

• Son preferidos para el pavimento asfaltico porque aumentan su estabilidad.

– Agregados redondos:• Se prefieren porque mejoran la

manejabilidad (trabajabilidad) de la mezcla.

• Agregados con textura áspera, angulares y alargadas requieren mas agua para producir concreto trabajable que los suaves, redondeados y compactos.

Propiedades …

• Es importante para los agregados gruesos y finos si estos necesitaran mas agua en la mezcla su resistencia se vería afectada si no se mantiene la relación agua cemento. c

a

• Textura

Propiedad Suave Tosco (rugoso)

Resistencia en la unión Débil Fuerte

Demanda de agua poco Alta

a/c menos Alta

Resistencia general Débil Fuerte

Trabajabilidad Buena mas en morteros

Propiedades …

Peso específico

• Relación entre el peso del agregado con el peso y el volumen que este ocupa (a temperatura y presión estándar).

gV

mg

V

P

Donde:γ = peso específico.P = es el peso de la sustanciaV = es el volumen que la sustancia ocupaρ = es la densidad de la sustanciag = es la aceleración de la gravedad

Absorción

• La absorción es el contenido de humedad en el estado SSS

• El contenido de humedad cuando los huecos permeables se llenan con agua

%100. xW

AbsWWsss

Absorción …• Basado en lo anterior, la absorción se

define también como:– La cantidad de agua necesaria para llenar los

vacios superficiales.

– O lo que es lo mismo: La cantidad de humedad en la condición SSS.

Si la absorción es menor que la cantidad de humedad, qué pasa con el agua de la mezcla?

Absorción en %

También es la medida de la porosidad del árido, porque absorberá tanto como poros tenga y la porosidad determina la calidad del árido y por lo tanto del concreto.

Valores de absorción recomendados para áridos

Gruesos < 2 %Finos < 3 %

Se acepta los concretos

Pobres hasta 10 % de porosidadCorrientes hasta 5 % de porosidadAlta resistencia hasta 3 % de porosidad

Humedad

100% W

WWHumedad húmedo

Peso unitario suelto y compactado

NTP Nº 400.017 El peso unitario suelto del agregado fino dentro del rango 1,4 - 1,6. El peso unitario compactado del agregado fino rango de 1,5 – 1,7

El peso unitario suelto del agregado grueso dentro del rango 1,5 - 1,6. El peso unitario compactado del agregado grueso dentro del rango de 1,6 – 1,9

Análisis de vacios

• Los vacíos interpartículas se puede minimizar utilizando una gradación más uniforme.

Propiedad: Vacios• internos, externos, interpartículas

Propiedades químicas

– Solubilidad– Conductividad Eléctrica– Afinidad al asfalto– Reactividad a los álcalis– Reactividad al CO2

– Estabilidad química

Propiedades mecánicas

– Resistencia a la compresión

– Resistencia a la tracción

– Dureza– Resistencia a la

abrasión• Reducción a polvo o

fractura

– Coeficiente de expansión térmica

Resistencia de los agregados

Tipo de Agregado Resistencia en MPa

Granito 27 – 275

Piedra caliza 48 – 270

Esquisto y piedra arenisca 35 – 90

Piedra pómez 2

Resistencia a la abrasión

• Se utiliza gradación especial de material

• Se agregan esferas de 445 g

• 500 revoluciones• Tamizado y lavado para

determinar el material mayor que el tamiz N º 12.

original Muestra

ensayo) del (despues 12 No.TamizW

W Pérdida

%

ASTM C131

Métodos de ensayos de Abrasión:• AASHTO T 96 and ASTM C

131: Resistencia a la Degradación para agregados de tamaño pequeño de agregados gruesos por Abrasión e Impacto en la máquina de Los Ángeles

• ASTM C 535: Resistencia a la Degradación para agregados de tamaño grande de agregados gruesos por Abrasión e Impacto en la máquina de Los Ángeles

Tipo de rocaPerdida por abrasión

valores típicos (porcentaje en peso)

Valores generalesDuros, rocas ígneas 10Calizas y areniscas

blandas 60

   Rangos para rocas específicas

Basalto 10 - 17Dolomita 18 - 30Gneiss 33 - 57Granito 27 - 49Calizas 19 - 30

Cuarcita 20 - 35

Prueba de Solidez• AASHTO T 104 y ASTM

C 88: Solidez de los agregados por el uso de Sulfato de sodio o magnesio

• AASHTO T 103: Solidez de los agregados por congelamiento y descongelamiento

antes

después

En cinco (05) ciclos

Almacenamiento y transporte

• Limpieza• Cubiertos• Área pavimentada para el almacenamiento • La segregación

– sobre todo de un problema de agregado grueso– agregado fino seco puede perder los finos

• Contenido de humedad– sobre todo es un problema de Agregado Finos– Humedad de las existencias debe estabilizarse

• La contaminación– evitar limos, arcillas y basura