Agregados

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INTRODUCCIÓN

Antiguamente se decía que los agregados eran elementos

inertes dentro del concreto ya que no intervenían

directamente dentro de las reacciones químicas,

la tecnología moderna se establece que siendo este

material el que mayor % de participación tendrá dentro de

la unidad cúbica de concreto sus propiedades y

características diversas influyen en todas las propiedades

del concreto.

La influencia de este material en las propiedades del

concreto tiene efectos importante no sólo en el acabado

y calidad final del concreto sino también sobre la

trabajabilidad y consistencia al estado plástico, así como

sobre la durabilidad, resistencia, propiedades elásticas y

térmicas, cambios volumétricos y peso unitario del concreto

endurecido.

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I. Definición

Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable.

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 400.037, estos agregados están embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros).

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.

II. Clasificación Por su procedencia.-

a) Agregados Naturales .- Son aquellos procedentes de la explotación de fuentes naturales, tales como depósitos de arrastres fluviales (arena y gravas de rio) o glaciares (cantos rodados) y de canteras de diversas rocas y piedras naturales. Pueden usarse tales como se hallan variando la distribución de tamaños de sus partículas, si ello se requiere. Todos las partículas que provienen de los agregados tienen su origen en una masa mayor la que se ha fragmentado por procesos naturales como intemperismo y abrasión, o mediante trituración mecánica realizada por el hombre, por lo que gran parte de sus características vienen dadas por la roca madre que le dio su origen

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b) Agregados Artificiales.- Por lo general los agregados artificiales obtienen a partir de productos y procesos industriales tales como arcillas expandidas, escorias de alto horno, Clinker, limaduras de hierro y otros, comúnmente estos son de mayor o menor densidad de los agregados corrientes.

Actualmente se están utilizando concretos ligeros o ultraligeros, formados con algunos tipo de áridos los cuales deben presentar ciertas propiedades como son: forma de los granos compactada, redondeada con la superficie bien cerrada, ninguna reacción perjudicial con la pasta de cemento ni con el esfuerzo, invariabilidad de volumen, suficiente resistencia a lis fenómenos climatológicos, además deben de tener una densidad lo menor posible, con una rigidez y una resistencia propia suficientemente elevada y ser de calidad permanentemente uniforme

Por su gradación.-

a. El agregado fino .- se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200 según NTP 350.001 y que cumple con los límites establecidos en la NTP 400.037, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas. Ejm: Arena

b.   El agregado grueso.- es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas y que cumple con los límites establecidos en la NTP 400.037; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

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NOTA: Se ha demostrado que la grava triturada produce resistencias mayores que la redondeada.- Esto se debe a la trabazón mecánica que se desarrolla en las partículas angulosas.Sin embargo se debe evitar una angulosidad excesiva debido al aumento en el requerimiento de agua y disminución de la trabajabilidad a que esto conlleva.El agregado ideal debe ser limpio, cúbico, anguloso, triturado 100%, con un mínimo de partículas planas y elongadas. 

Por su densidad.- Se pueden clasificar en

a) Normal.- peso específico comprendidos entre 2.50 a 2.75b) Ligeros.- con pesos específicos menores a 2.5c) Pesados.- pesos específicos son mayores a 2.75.

III. Propiedades

Forma.-

En términos descriptivos la forma de los agregados puede ser:

a) Angular.- Poca evidencia de desgaste en caras y bordes. Posee orillas bien definidas que se forma de la intersección de caras más o menos planas. Ejm: rocas trituradas

b) Redondeada.- Bordes casi eliminados. Totalmente desgastada por el agua o completamente limada por frotamiento. Ejm: Grava de rio o playa, arena de desierto, playa

c) Irregular.- Irregularidad natural, o parcialmente limitada por el frotamiento y con orillas redondeadas. Ejm: Otras gravas

d) Escamosa.- material en el cual él es pequeño en relación a las otras dimensiones

e) Alongadas.- Material normalmente angular en el cual la longitud es considerablemente mayor que las otras dos dimensiones

NOTA

La forma del agregado tiene gran influencia en las propiedades del hormigón fresco y endurecido, particularmente en lo que hace a la docilidad y resistencias mecánicas respectivamente.

Un agregado grueso con muchos ángulos, que presentara un mayor número de vacíos, exigirá una mayor cantidad de arena para dar

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lugar a un hormigón trabajable, pero tendrá una mayor trabazón. Inversamente,  el  agregado  grueso  bien  redondeado  que  tiende hacia  las  partículas  esféricas requerirá menos arena y tendrá mayor trabajabilidad, pero tendrá una menor trabazón.

También se ha medido la forma y textura de las partículas del agregado fino, la investigación indica que la forma de la partícula y la textura superficial del agregado fino puede tener una influencia más importante sobre la resistencia del hormigón que la del agregado grueso.

Las  formas  delgadas  y  alargadas  dan  lugar  a  hormigones  de peor calidad.  Disminuyen la trabajabilidad del hormigón, obligando a una mayor cantidad de agua y arena, lo que en definitiva se traduce en una disminución de la resistencia. Además las formas planas tienden a orientarse en un plano horizontal, acumulando agua y aire debajo de ellas, lo que repercute desfavorablemente en la durabilidad de los hormigones.

Textura Superficial.-

a) Rugoso.- Fractura áspera de roca con granos finos o medianos que contienen constituyentes cristalinos no fácilmente visibles.Mientras mayor sea la rugosidad superficial de los agregados mayor es la superficie de contacto con la pasta de cemento; haciendo necesaria la utilización de mayor contenido de pasta para lograr la trabajabilidad deseada, pero favorece la adherencia pasta-agregado y así mejora las resistencias. Esto es característico de los agregados de trituración, el basalto, felsita pórfido, caliza

b) Liso.- Desgastada por el agua, o liso debido a la fractura de roca laminada o de grano. En el caso de los cantos rodados, dan mejor trabajabilidad al hormigón pero menor adherencia pasta-agregado.

c) Vítrea.- Fractura concoidal. Ejm: pedernal negro, escoria vítrea

d) Granular.- Fractura que muestra granos maso más o menos uniformemente redondeados. Ejm: arenisca

e) Cristalina.- Contiene constituyentes cristalinos o fácilmente visibles. Ejm: granito, gabro, gneis

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Basalto

Arenisca

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f) Apanalada.- Con poros y cavidades visibles. Ejm: pómez, escoria espumosa, arcilla expandida

NOTA

La textura superficial de los agregados afecta la calidad del hormigón en estado fresco y tiene gran influencia  en  las  resistencias, repercutiendo más  en  la  resistencia  a  la  flexotracción  que  a  la compresión.

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), que consiste en dividir una muestra representativa del agregado en fracciones de igual tamaño de partículas, la medida de la cuantía de cada fracción se denomina como granulometría.El análisis granulométrico consiste en hacer pasar el agregado a través de una serie de tamices Curvas granulométricasPara una mejor compresión e interpretación de los resultados se acostumbra a representar gráficamente el análisis granulométrico en la curva denominada granulométrica o línea de cribadoEn la curva de granulometría se representa generalmente sobre el eje de las ordenadas el porcentaje pasa, en escala aritmética, y en las abscisas la abertura de los tamices en la escala logarítmica

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Granulometría de los agregados finos

Granulometría de los agregados finos Para el análisis granulométrico del agregado fino, Los tamices a considerar serán el 3/8”, Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50, Nº 100 siendo los porcentajes que pasan según la norma ASTM C33.El módulo de finura (FM) del agregado grueso o del agregado fino se obtiene, conforme a la norma ASTM C 125, sumando los porcentajes acumulados en peso de los agregados retenidos en una serie especificada de mallas y dividiendo la suma entre 100.El módulo de finura es un índice de la finura del agregado entre mayor sea el modo de finura, más grueso será el agregado.El módulo de finura del agregado fino es útil para estimar las proporciones de los de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto.

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Granulometría de los agregados gruesos

Granulometría de los agregados gruesos.- Para el análisis granulométrico del agregado grueso, Los tamices a considerar serán 3”, 1.5”, ¾”, 3/8”, Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50,Nº 100 siendo los porcentajes que pasan según la norma ASTM C33 para los diferentes husos granulométricos del agregado grueso

Tamaño Máximo (TM).- Esta definido como la menor abertura del tamiz que permite el paso de la totalidad del agregado. De manera práctica representa el tamaño de la partícula más grande que tiene el material

Tamaño Máximo Nominal (TMN).- El tamaño nominal máximo de las partículas es el mayor tamaño del tamiz, listado en la forma aplicable, sobre el cual se permite la retención de cualquier materialEs más útil que el tamaño máximo porque indica de mejor manera el promedio de la fracción gruesa, mientras que el tamaño máximo solo indica el tamaño de la partícula más grande de la masa de agregados, la cual puede ser única. El tamaño máximo y el tamaño máximo nominal se determinan generalmente al agregado grueso únicamente

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Módulo de FinezaCriterio Establecido en 1925 por Duff Abrams a partir de las granulometrías del material se puede intuir una fineza promedio del material utilizando la siguiente expresión:El módulo de fineza de un agregado es un número adimensional el cual nos indica que tan grandes o pequeñas son las partículas del agregado en estudio es decir mientras más grande es el módulo de fineza las partículas del agregado serán de mayor tamaño

Módulo de Fineza de la Combinación de Agregados

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Cuando se combinan materiales de diferentes dimensiones como arena y grava el procedimiento para determinar el módulo de fineza de la combinación de los agregados es el siguiente:

Se calcula el módulo de fineza de cada uno de los agregados por separado.

Módulo de fineza del agregado fino

Módulo de fineza del agregado grueso

Se calcula el factor de cada uno de ellos que entra en la combinación.

El módulo de fineza de la combinación de los agregados será igual a la suma de los productos de los factores indicados por el módulo de fineza de cada agregado.

Mc = RF x MF + RG x MG

MC= módulo de fineza de la combinación de los agregados

MG= módulo de fineza del agregado grueso

MF= módulo de fineza del agregado fino

RF= porcentaje de agregado fino

RG=porcentaje de agregado grueso 

Ejemplos

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Rf/g = V |.|fino /gruesoV |.|fino+V |.|grueso

V |¿|¿= Peso secoP . e×1000

Peso seco = peso enobra

1+w%100

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1.-Teniendo en cuenta la siguiente información

Tamiz Nº4 Nº8 Nº16 Nº30 Nº50 Nº100 Nº200 FondoPeso Retenido (g)

1,53 14,43 64,73 209,70 282,51 70,17 14,38 07,8

Malla 1” 34

”12

”38

”14

”Nº4 Nº8

Peso retenido (g)

656,25 793,75 3893,75 3531,25 2918,75 625,0 81,25

Materiales

Cantidad para 9

pies 97%

eficiencia ( obra)

P.e

W(%)

Abs(%)

P.U.S ( canter

a)(kg/m3 ¿

P.U.C ( canter

a)(kg/m3 ¿

Cemento

70,16 kg 3,11

Agua 1,00Agregado fino

219,14 kg 2,70 0,75 1,33 1694 1788

Agregado

grueso

254,47 kg 2,63 0,44 0,93 1531 1616

A) Módulo de fineza de la combinación de agregados

M.fino = 0.23+2.4+12.13+43.652+86.119+96.667

100 = 2.412

M.grueso = 11.6+71+99.35+100+400

100 = 6.82

∑= 12500 ∑=665.25

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Malla

Peso retenido

% retenido

% acumulado retenido

1” 656,25 5.25 5.2534

”793,75 6.35 11.6

12

”3893,75 31.15 42.75

38

”3531,25 28.25 71

14

”2918,75 23.35 94.35

Nº4 625,0 5 99.35Nº8 81,25 0.65 100

Tamiz Peso retenido

% retenido

% acumulado retenido

Nº4 1,53 0.23 0.23Nº8 14,43 2.17 2.4Nº16 64,73 9.73 12.13Nº30 209,70 31.522 43.652Nº50 282,51 42.467 86.119Nº100 70,17 10.548 96.667Nº200 14,38 2.1616 98.8286fondo 07,8 1.1725 100

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Entonces aplicamos las formulas:

Peso seco = peso enobra

1+W%100

= 219,14

1+0,75100

= 217,5087

V |fino|= Peso secoP . e×1000 =

217,50872,70 X 1000 = 0.081

Peso seco = peso enobra

1+W%100

= 254,47

1+0,44100

= 253.3552

V |grueso|= Peso secoP . e×1000 =

253.35522,63 X1000 = 0.096

Rf = V |.|fino

V |.|fino+V|.|grueso

= 0.0810.081+0.096

=0.46

RG = V |.|grueso

V |.|fino+V|.|grueso

= 0.0960.081+0.096

=¿0.54

Mc = RF x MF + RG x MG

Mc = 0.46 x 2.41 +0.54 x 6.82 = 4.79

Respuesta.-

Mc = 4.79B) Calcular el TM y el TMN

según la NTP

Mc = Rf x Mf + Rg x Mg

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Rf/g = V |.|fino /gruesoV |.|fino+V |.|grueso

V |¿|¿= Peso secoP . e×1000

Peso seco = peso enobra

1+w%100

Rg + Rf = 1

Malla

Peso retenido

% retenido

% acumulado retenido

% que pasa

1” 656,25 5.25 5.25 94.7534

”793,75 6.35 11.6 88.4

12

”3893,75 31.15 42.75 57.25

38

”3531,25 28.25 71 29

14

”2918,75 23.35 94.35 5.65

Nº4 625,0 5 99.35 0.65Nº8 81,25 0.65 100 0

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TM.- 1 1⁄2” TMN.- 1”

Bibliografía

http://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados2.shtml#ixzz3WGcJF2Xp

http://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados.shtml#ixzz3WGbvcKXt

http://www.acaceres.addr.com/student_access/Agregados.pdf

http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/05/caracteristicas-de-los-agregados.html

http://www.elconstructorcivil.com/2010/12/los-agregados-en-la-construccion.html

ww.bvindecopi.gob.pe/normas/400.050.pdf

http://es.slideshare.net/carloshuerta7737/granulometrico-de-los-agregados-articulo

http://es.slideshare.net/dens15tas/estudio-tecnologico-de-los-agregados-fino-y-grueso

http://notasdeconcretos.blogspot.com/2011/04/forma-y-textura-superficial-de-las.html

ftp://ftp.unicauca.edu.co/cuentas/geanrilo/docs/FIC%20y%20GEOTEC%20SEM%202%20de%202010/Tecnologia%20del%20Concreto%20-%20%20PDF%20ver.%20%202009/Cap.%2002%20-%20Agregados%20para%20mortero%20y%20concreto.pdf

http://www.unicon.com.pe/repositorioaps/0/0/jer/tremi_con/files/FichaTecnicaConcretoTremieUNICON.pdf

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