Aridos ingeniería civil

Renato Vargas S.____Ingeniero Civil

1

TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNTECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNTECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNTECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN

ÁRIDOS

(AGREGADOS)

1

Renato Vargas S ------- Ingeniero Civil

DEFINICIÓN: Conjunto de partículas de origenpétreo, duro de forma estable y que debe cumpliruna serie de requisitos. Ocupa entre el 60% y el80% del volumen total del hormigón.

FUNCIONES:� Resistir esfuerzos internos y externos

� Resistir la abrasión� Resistir al paso de humedad� Resistir solicitaciones químicas.

� Provee relleno de bajo costo a la pasta decemento

� Disminuye y evita efectos de cambios devolumen que sufre la pasta de cemento.

2

ÁRIDOS PARA HORMIGÓN


2


PROPIEDADES Y REQUISITOS� Muestreo y Cuarteo� Análisis Granulométrico� Tamaño máximo� Módulo de finura� Forma de textura superficial� Adherencia� Resistencia mecánica� Contenido de impurezas� Porosidad y Absorción� Humedades� Compacidad� Densidades� Esponjamiento� Superficie específica

3

COMERCIALIZACIÓN

� A granel

MANEJO

� Acopios• Segregación

Renato Vargas S ------- Ingeniero Civil 4


3


ProcedimientosObtenga al menos 3 porciones al azar del mismo tamaño, forme una muestra combinada cuyo peso sea igual o superior a lo indicado en la tabla.

• Desde una fuente móvil , la muestra se recoge de tal manera que reciba el flujo completo para evitar la segregación.

• Desde una cinta transportadora , detenga la cinta y coloque una plantilla que abarque la muestra a extraer, con pala y luego con escobilla para recuperar todo el fino.

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MUESTREO


Desde las pilas de acopio

• Para el árido grueso se debe tomar tres porciones, una del tercio superior del medio y de la parte baja, para evitar segregación es conveniente hacer un corte vertical entre esas posiciones y extraer la muestra.

• Para árido fino se debe extraer la capa superior y mediante un tubo de ∅∅∅∅ = 30 mm y 2 m se extraen al menos 5 muestras al azar al insertarlo en la pila.

6


4


Desde unidades de transporte como camiones, barcazas, vagones de ferrocarril, para muestrear:

• El árido grueso, en lo posible debe ser hecho con equipos mecánicos capaces de extraer desde diversas profundidades y ubicaciones al azar. De lo contrario se debe hacer tres o más excavaciones en puntos que se estime que representan las características de la carga.

• En árido fino los tubos de muestra son adecuados.

7

8

Tamaño de las muestras Para análisis granulométrico y de calidad

Tamaño máximo nominal de los áridos

Peso mínimo aproximado de las muestras. Kg

Áridos finos 2,36 mm 10 4,75 mm 10

Áridos gruesos 9,5 mm 10 12,5 mm 15 19,0 mm 25 25,0 mm 50 37,5 mm 75 50,0 mm 100 63,0 mm 125 75,0 mm 150 90,0 mm 175


5


CUARTEO

Mediante cuarteo mecánico• Se introduce el material en la

tolva de alimentación, luego se abre y cae en ambos recipientes. El material de uno de los recipientes se vuelve a introducir tantas veces como sea necesario para reducir la muestra al tamaño deseado.

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Reducción del tamaño de la muestra,

Mediante cuarteo manual, sobre superficie dura

10


6

Mediante cuarteo manual, sobre superficie blanda

11

NO USAR PALA. Colocar tubo bajo la tela y levantar

XTubo


TAMICESCada tamiz se caracteriza por su abertura, o sea, por el lado interior de cada uno de los cuadrados elementales.

Abertura del tamiz = t (mm)t = 2n/4 n = número entero

Forman una progresión geométrica de razón 2 1/4

Hay tamices para toda la sucesión de números enteros desde n = 27 hasta n = -19 (son 47 tamices!!)

o sea, desde t = 107,6 mm hasta t = 0,037 mm.

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ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO


7

Tamices:

13


Si se escoge un tamiz de cada cuatro, se puede formar de esas progresiones:

n = múltiplo de 4n = (múltiplo de 4) ±±±± 1n = (múltiplo de 4) ±±±± 2n = (múltiplo de 4) ±±±± 3

Series preferidas por ISO:n = múltiplo de 4n = (múltiplo de 4 ) + 2

14

SERIE DE RAZÓN 2

n 26 22 18 14 10 6 2 -2 -6 -10 -1424 20 16 12 8 4 0 -4 -8 -12 -16

2n/4 64 32 16 8 4 2 1 1/2 1/4 1/8 1/16 mm90,5 45,3 22,6 11,3 5,7 2,8 1,4 0,71 0,35 0,17 0,09 mm

Se ha reducido el número de tamices sólo a 11


8


n 25 21 17 13 9 5 1 -3 -7 -11 -152n/4 76 38 19 9,5 4,75 2,4 1,2 0,59 0,3 0,15 0,074 mm

3 3/2 3/4 3/8 3/16 3/32 3/64 3/128 3/256 3/512 3/1024 mm4 8 16 30 50 100 200 Nº

4 2 1 1/2

Series USA y Chile:

n = (múltiplo de 4 ) + 1

Serie

nominal 80 63 50 40 25 20 12,5 10 5 2,5 1,25 0,630 0,315 0,160

Serie

Combinada

mm75 63 50 37,5 25 19 12,5 9,5 4,75 2,36 1,18 0,600 0,300 0,150

Norma chilena NCh165.Of09

2,5

pulg


n 25 21 17 13 9 5 1 -3 -7 -11 -152n/4 76 38 19 9,5 4,75 2,4 1,2 0,59 0,3 0,15 0,074 mm

3 3/2 3/4 3/8 3/16 3/32 3/64 3/128 3/256 3/512 3/1024 mm4 8 16 30 50 100 200 Nº

4 2 1 1/2

Series USA y Chile:

n = (múltiplo de 4 ) + 1

Serie

nominal80 63 50 40 25 20 12,5 10 5 2,5 1,25 0,630 0,315 0,160

Serie

combinada

mm75 63 50 37,5 25 19 12,5 9,5 4,75 2,36 1,18 0,600 0,300 0,150

Norma chilena NCh165.Of09

2,5

pulg


9

Tamizador para árido fino y grueso

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Masa Masa Masa Retenida Masa Q' Pasa

ASTM NCh Retenida Retenida Acumulada Acumuladapulg N° mm g % % %2 501 1/2 37,51 253/4 191/2 12,53/8 9,5N° 4 4,75

8 2,3616 1,1830 0,650 0,3

100 0,15

Tamices

ANÁLISIS


10


Mi = 20.000 gMasa Masa Masa Retenida Masa Q' Pasa Recomienda

ASTM NCh Retenida Retenida Acumulada Acumulada NCh 163pulg N° mm g % % % % Q´Pasa2 50 0 0 0 100 1001 1/2 37,5 1.200 6 6 94 90 - 1001 25 3.600 18 24 763/4 19 4.800 24 48 52 35 - 701/2 12,5 3.200 16 64 363/8 9,5 5.000 25 89 11 10 - 30N° 4 4,75 1.800 9 98 2 0 - 5

8 2,3616 1,1830 0,650 0,3

100 0,1519.600 37,5 - 4,75

(40 - 5)

Tamices

TOTAL

GRANULOMETRÍA DE ÁRIDO GRUESO


Masa Masa Masa Retenida Masa Q' Pasa Recomienda

ASTM NCh Retenida Retenida Acumulada Acumulada NCh 163pulg N° mm g % % % % Q´Pasa2 501 1/2 37,51 253/4 191/2 12,5 Mi = 500 gMi = 500 gMi = 500 gMi = 500 g

3/8 9,5 0 0 0 100 100N° 4 4,75 15 3 3 97 95 - 100

8 2,36 35 7 10 90 80 - 10016 1,18 60 12 22 78 50 - 8530 0,6 105 21 43 57 25 - 6050 0,3 150 30 73 27 10 - 30

100 0,15 90 18 91 9 2 - 10

Tamices

GRANULOMETRÍA DE ÁRIDO FINO


11

Grafico de Granulometría NCh 165.Of2009

21


% ACUMULADO QUE PASA PARA LOS SIGUIENTES

TAMICES GRADOS (DEFINIDOS POR TAMAÑOS LIMITES EN mm)

(mm) 63-40 50-25 50-5 40-20 40-5 25-5 20-5 12,5-5 10-2,5(mm) 63-37,5 50-25 50-4,75 37,5-19 37,5-4,75 25-4,75 19-4,75 12,5-4,75 9,5-2,36

75 100 --- *) --- *) --- --- --- ---

63 90 - 100 100 100 --- --- --- --- --- ---

50 35 - 70 90 - 100 90 - 100 100 100 --- --- --- ---

37,5 0 - 15 33 - 70 --- 90 - 100 90 - 100 100 --- --- ---

25 --- 0 - 15 35 - 70 20 - 55 --- 90 - 100 100 --- ---

19 0 - 5 --- --- 0 - 15 35 - 70 --- 90 - 100 100 ---

12,5 --- 0 - 5 10 - 30 --- --- 25 - 60 --- 90 - 100 100

9,5 --- --- --- 0 - 5 10 - 30 --- 20 - 55 40 - 70 90 - 100

4,75 --- --- 0 - 5 --- 0 - 5 0 - 10 0 - 10 0 - 15 10 - 30

2,36 --- --- --- --- --- 0 - 5 0 - 5 0 - 5 0 - 10

1,18 --- --- --- --- --- --- --- --- 0 - 5

Tipos Granulométricos de áridos gruesos, NCh 163

*) Los grados 50 – 5 mm corresponden a mezclas de los g rados 50 – 25 mm con 25 – 5 mm y El grado 40 – 5 mm corresponde a mezclas de los grados 40 – 20 mm con 20 – 5 mm.


12


“Los áridos que no correspondan a ninguno de los grados especficados en la tabla, pueden ser empleados siempre que las mezclas de prueba de hormigones preparadas con estos áridos, cumplan con los requisitos de las especificaciones particulares de la obra”

23

OBSERVACIÓN

Tipos Granulométricos de áridos finos NCh 163

24

% ACUMULADO QUE PASA PARA LOS SIGUIENTES TAMAÑOS1 2 3 4 5 6 7

Muy Media o Media Muy Discon-Gruesa Gruesa Normal Gruesa Fina Fina tinua

10 9,5 100 100 100 100 100 100 1005 4,75 60-75 75-90 95-100 70-90 90-100 95-100 30-60

2,5 2,36 35-55 55-80 80-100 40-80 85-100 90-100 30-401,25 1,18 27-50 35-60 50-85 40-70 70-90 85-100 30-400,630 0,600 15-40 22-40 25-60 40-60 60-80 80-100 17-400,315 0,300 8-25 15-25 10-30 25-37 37-50 50-62 9-250,160 0,150 3-10 3-10 2-10 6-13 12-20 15-20 4-10

MF máx. 3,45 2,95 2,15 2,50 2,46 1,13 3,85MF mín. 4,52 3,98 3,38 3,79 3,60 1,80 4,80

Tamices nombre mm

Denominación Tamaños


13


Árido combinado (árido grueso + árido fino)

25

Granulometrías más usadas en:

Tamices % que pasa, en peso, para losempleados tamaños máximos indicados

ASTM 1 1/2" 3/4"1 1/2" 100 ---3/4" 60-80 1003/8 40-61 90-100# 4 24-48 20-55# 8 15-37 0-15# 16 oct-28 ---# 30 6-19 0-5# 50 3-11 ---

# 100 2-5 ---MF = 6,40 a 5,11

MFI = 5,755

MF = 5,51 a 4,48

MFI = 4,995

3 - 11

3/43/43/43/4----100100100100

62 62 62 62 -------- 7777777737 37 37 37 -------- 5858585822 22 22 22 -------- 4343434313 13 13 13 -------- 333333338 8 8 8 -------- 232323234 4 4 4 -------- 121212123 3 3 3 -------- 6666

1 1/21 1/21 1/21 1/2100100100100

60 60 60 60 -------- 8080808040 40 40 40 -------- 6161616124 24 24 24 -------- 4848484815 15 15 15 -------- 3737373710 10 10 10 -------- 282828286 6 6 6 -------- 191919193 3 3 3 -------- 111111112 2 2 2 -------- 5555


Bandas granulométricas de ( G + g), F y (G + g + F)

F

G + gG + g + F


14


mm Curva 1 Curva 2 Curva 3 Curva 4 Curva 1 Curva 2 Curva 3 Cu rva 4100 100 100 100

19 50 58 67 75 100 100 100 1009,5 36 44 52 60 45 55 65 75

4,75 24 32 40 47 30 35 42 482,36 18 25 31 38 23 28 35 421,18 12 17 24 30 16 21 28 340,6 7 12 17 23 9 14 21 270,3 3 7 11 15 2 3 5 12

0,15 0 0 2 5 0 0 0 2

TamizDmáx. 38,1 mm Dmáx. 19 mm

% que pasa acumulado % que pasa acumulado

ARIDO COMBINADO 38,1 mm y 19 mm

Tablas de áridos combinadoGranulometrías recomendadas para dosificación

28


15

Gráficos de áridos combinados Granulometrías recomendadas para dosificación

29

Gráficos de áridos combinados Granulometrías recomendadas para dosificación

30


16


• Da = Tamaño máximo absoluto

– Es el tamaño de la partícula correspondiente al

menor tamiz por el cual pasa el 100 %.

• Dn = Tamaño máximo nominal

– Es el tamaño de la partícula correspondiente al

tamiz inmediatamente siguiente a aquel por el

cual pasa el 100 %, Da. Si por éste tamiz pasa

90 % o menos, entonces Dn = Da

31

Tamaño máximo del árido


� Corresponde a un valor medio, es un índice que repr esenta a la granulometría por la distribución de frecuenci as de tamaño, con un número.

� Se aplica sólo a las mallas que tienen la progresión geométrica de razón 2

� OJO, pivota, por lo que sólo varía su valor cuando varía la posición de la curva granulométrica en sentido hori zontal, no así cuando gira sobre el punto de pivote.

a) MF = SUMA (%R.A.)/100

b) MF = [SUMA (Nº MALLAS x 100) - SUMA (%Q.P.)]/100

�� MF = SUMA (Nº MALLAS) - SUMA (%Q.P.)/100

32

Módulo de finura


17



ASTM NCh Retenida Retenida Acumulada Acumulada NCh 163pulg N° mm g % % % % Q´Pasa2 50 0 0 0 100 1001 1/2 37,5 1.200 6 6 94 90 - 1001 25 3.600 18 24 763/4 19 4.800 24 48 52 35 - 701/2 12,5 3.200 16 64 363/8 9,5 5.000 25 89 11 10 - 30N° 4 4,75 1.800 9 98 2 0 - 5

8 2,36 10016 1,18 10030 0,6 10050 0,3 100

100 0,15 100MF = 7,41 7,41 7,65 - 6,95

7,30

Tamices

MÓDULO DE FINURA EN LA GRANULOMETRÍA DE ÁRIDO GRUESO



ASTM NCh Retenida Retenida Acumulada Acumulada NCh 163pulg N° mm g % % % % Q´Pasa2 501 1/2 37,51 253/4 191/2 12,53/8 9,5 0 0 0 100 100N° 4 4,75 15 3 3 97 95 - 100

8 2,36 35 7 10 90 80 - 10016 1,18 60 12 22 78 50 - 8530 0,6 105 21 43 57 25 - 6050 0,3 150 30 73 27 10 - 30

100 0,15 90 18 91 9 2 - 10MF = 2,42 2,42 3,38 - 2,15

2,765

Tamices

MÓDULO DE FINURA EN LA GRANULOMETRÍA DE ÁRIDO FINO


18

DISEÑO DE MEZCLAS DE ÁRIDOS

TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN

36

DISEÑO DE MEZCLAS DE ÁRIDOS

37

CASO


19


Tamiz % Q' Pasa % Q' Pasa % Q' Pasa % Q' PasaASTM A B C I1 1/2 100 100

1 86 753/4 100 54 651/2 94 40 553/8 82 22 50Nº4 76 8 408 54 2 2816 30 100 0 2230 14 92 1550 5 38 8100 1 12 3MF 4,38 1,58 7,14 5,69

38

Nº 4 76 8 40

¿Qué porcentaje de arena tiene el árido A?

100

71

39

18

7

1

3,64


ÁRIDOS - % QUE PASATAMIZ A B C D IG GAB IF FCD

2 100 100 1001 1/2 70 100 95 86

1 62 87 70 763/4 50 78 53 651/2 35 55 100 35 46 1003/8 5 22 98 20 14 100 994 1 10 90 100 3 6 97 958 75 90 90 8316 56 80 68 6830 25 66 43 4650 8 40 20 24

100 2 15 6 9MF 7,74 6,90 3,46 2,09 7,29 7,29 2,76 2,76

7,74 A + 6,9 B = 7.29 3,46 C + 2,09 D = 2.76A + B = 1 C + D = 1A = 0.46 C = 0.49B = 0.54 D = 0.51

A es una G+g, B es una G+g, C es un F, D es un F, IG es curva ideal de una G, GAB=0,46A+0,54B

IF es la curva ideal del F, FCD=0,49C+0,51D (G=grava, g=gravilla, G+g= grava+gravilla, F=arena)

Ejemplo de aplicación:


20

VISUALIZACIÓN GRÁFICA

40


% ACUMULADO QUE PASA PARA LOS SIGUIENTES

TAMICES GRADOS (DEFINIDOS POR TAMAÑOS LIMITES EN mm)

(mm) 63-40 50-25 50-5 40-20 40-5 25-5 20-5 12,5-580 100 --- *) --- *) --- --- ---

63 90 - 100 100 100 --- --- --- --- ---

50 35 - 70 90 - 100 90 - 100 100 100 --- --- ---

40 0 - 15 33 - 70 --- 90 - 100 90 - 100 100 --- ---

25 --- 0 - 15 35 - 70 20 - 55 --- 90 - 100 100 ---

20 0 - 5 --- --- 0 - 15 35 - 70 --- 90 - 100 100

12,5 --- 0 - 5 10 - 30 --- --- 25 - 60 --- 90 - 100

10 --- --- --- 0 - 5 10 - 30 --- 20 - 55 40 - 70

5 --- --- 0 - 5 --- 0 - 5 0 - 10 0 - 10 0 - 15

2,5 --- --- --- --- --- 0 - 5 0 - 5 0 - 5

1,25 --- --- --- --- --- --- --- ---

Tipos Granulométricos de áridos gruesos, NCh 163

*) Los grados 50 – 5 mm corresponden a mezclas de los g rados 50 – 25 mm con 25 – 5 mm y El grado 40 – 5 mm corresponde a mezclas de los grados 40 – 20 mm con 20 – 5 mm.


21

VISUALIZACIÓN GRÁFICA

42


Árido fino (Arena)

43

Granulometrías más usadas en:

Tamices Empleados % que pasa(ASTM) en peso

3/8 100# 4 95-100# 8 80-100# 16 50-85# 30 25-60# 50 10-30#100 2-10

100

98

90

68

43

20

6

3,38 –2,15

2,765

2,75Módulos de finura


22


TAMIZ 40mm I AB Combinado

7,29 G + 2,76 F = 5,75 ASTM A - B G F 0,66G+0,34F

G + F = 1 2 --- --- 100 100

1 1/2 100 100 86 91

G = 0,66 1 --- --- 76 84

F = 0,34 3/4 60-80 70 65 77

1/2 --- --- 46 100 64

3/8 40-61 50 14 99 43

4 24-48 36 6 95 36

8 15-37 26 83 28

16 10-28 19 68 23

30 6-19 13 46 16

50 3-11 7 24 8

100 2-5 4 9 3

MF 6,4-5,1 5,75 7,29 2,76 5,75

AJUSTE A LA BANDA DE ÁRIDO COMBINADO

G = 0,66 x 0,46 = A = 0,30 � 30%

G = 0,66 x 0,54 = B = 0,36 � 36 %

F = 0,34 x 0,49 = C = 0,17 � 17 %

F = 0,34 x 0,51 = D = 0,17 � 17 %

100 %

Ejemplo con un diseño de mezcla de A/C = 0,5

G = 0,66F = 0,34

Áridos combinadoGranulometrías recomendadas para dosificación

45


23

Áridos combinadosGranulometrías recomendadas para dosificación

46


¿En qué % se mezclarán la Grava y la Gravilla?

• En la tabla de granulometrías del árido grueso de la NCh 163, se indica que los tamaños 40 – 5 son una composición de los tamaños 40 – 20 y 20 – 5

• 40 – 20 = Grava• 20 – 5 = Gravilla• 40 – 5 = Grava + Gravilla

47

¿Calculemos?


24

Gráficamente sería esta representación ...

48

%Q.P.

Curva ideal de G en 40 – 20 y de g en 20 – 5y curva ideal de (G + g) en 40 - 5

49


25

Curva ideal de F y curva ideal de G + g + Fy la curva resultante total

50


Decomponiendo:

-A; Granula 40-20

-B; Granula 20-5 e

-Ideal; Granula 40-5

Formando:

-C; árido resultante de 0,52A+0,48B

C = 0,66 F = 0,34

5,74

Ideal

Combi


26


Tamiz % Q' Pasa

% Q' Pasa

% Q' Pasa

% Q' Pasa

% Q' Pasa

% Q' Pasa

% Q' Pasa

% Q' Pasa

ASTM A B C I I1 1/2 100 100 100

1 86 75 753/4 100 54 65 651/2 94 40 55 553/8 82 22 50 50Nº4 76 8 40 408 54 2 28 2816 30 100 0 22 2230 14 92 15 1550 5 38 8 8100 1 12 3 3

5,69

53

CURSO: TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNTareaa) Combinar las arenas A y B de manera que el árido fino resultante (bajo tamiz Nº 4) tenga un MF de 2.8b) Combinar la mezcla real resultante de a) con el árido C tal que la granulometría de la mezcla se ajuste a I.

Renato Vargas S ------- Ingeniero Civil54

DesarrolloTamiz A

0,59

5

A’ B

0,40

5

D’’ D’

(A’+B

0,334

D

(A+B)

C

0,666

D’’+C D’+C D+C I

1 ½ 100 100 100 100 100

1 86 91 91 91 75

¾ 100 100 100 54 69 69 71 65

½ 94 97 96 40 55 60 61 55

3/8 82 92 89 22 45 48 47 50

Nº4 76 100 89 100 86 8 34 39 37 40

8 54 71 80 83 73 2 28 29 28 28

16 30 40 100 70 64 58 0 23 21 22 22

30 14 18 92 58 48 46 19 16 17 15

50 5 7 38 24 20 18 8 7 7 8

100 1 1 12 7 5 5 2 2 2 3

MF 4.38 3.63 1.58 2.8 2.8 3.25 7.14 5.72 5.69 5.69 5.69


27


57.0

43.0

1

8.258.138.4

==

=+=+

B

A

BA

BA

%67....................667.0

%1957.0..................

%1443.0333.0''

1``

69.514.7''8.2

====→==→=

=+=+

CC

Bx

AxD

CD

CD

405.0

595.0'

1'

8.258.1'63.3

==

=+=+

B

A

BA

BA

%67......................666.0

%13405.0.................

%20'595.0334.0'

1'

69.514.7'8.2

====→==→=

=+=+

CC

Bx

AxD

CD

CD

405.0

595.0'

1'

8.258.1'63.3

==

=+=+

B

A

BA

BA

%63.....................627.0

%15405.0................

%22595.0373.0

1

69.514.725.3

====→==→=

=+=+

CC

Bx

AxD

CD

CD

56


28

TAREA 1

ING CIVIL

TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ÁRIDOS

60


29


¿Qué ve usted cuando mira esta slide?



30


� Seco al horno : se obtiene sólo en el laboratorio a 110 ºC±±±± 5 °C constante. Se compara por pesos, cuando el peso final es igual al peso anterior enfriado a temperat ura ambiente, �� SECO

� Seco al aire : se obtiene sólo en verano y es producto de la temperatura ambiente, la velocidad del viento y la humedad relativa. Es un estado “condicionado”

� Saturado superficialmente seco : se obtiene en laboratorio. Es un estado límite no práctico. Se su merge por 24 h., se saca y se seca con un paño húmedo.

� Húmedo mojado : tiene todos sus poros saturados más una película de agua en la superficie.

63

ESTADOS DE HUMEDAD

Estados de humedad de los áridos

64


31


Absorción en %• Contenido total de humedad interna de un

árido en condición sss• 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 hormigón.

• Valores de absorción recomendados para áridos• Gruesos < 2 % • Finos < 3 %

• Se acepta para hormigones• Pobres hasta 10 % de porosidad• Corrientes hasta 5 % de porosidad• Alta resistencia hasta 3 % de porosidad

Humedad en %• La humedad de un árido es importante para

determinar el agua libre conociendo la humedad tota l, la humedad seca y la humedad para condición sss.

65


SATURADO SUPERFICIALMENTE SECO, SSS

ARENA


32

67

Humedad total:

Absorción:

Humedad libre:

Compacidad , m; es la relación entre el volumen desólidos que tiene un material granular y el volumenaparente que ocupa.

Oquedad, h; o cantidad de huecos, es el complemento dela compacidad, es decir el volumen de huecos por unidadde volumen aparente .

a

r

V

VCompacidad =

[ ]%100⋅−=s

sht M

MMh

[ ]%100⋅−=s

ssss

M

MMAb

( )Abhh tl −=

a

h

V

VOquedad =


Huecos = Vh

poros accesibles = Vpa

poros inaccesibles = Vpi Macizo = Vm

Volumen del recipiente = Va

probeta

COMPACIDAD + OQUEDAD


33


pimr

pipahma

a

r

r

a

r

a

r

a

a

r

a

r

a

h

VVV

VVVVV

V

V

D

Dm

D

Dh

D

D

DP

DP

V

Vh

hm

V

VOquedad

+=

+++=

==−=

−=−=−=

=+

=

1

111

1

a

r

V

VCompacidad =m =

h =

VpaVpiVmVr ++=Según norma chilena:


Huecos = Vh

poros accesibles = Vpa

poros inaccesibles = Vpi Macizo = Vm

Volumen del recipiente = Va

probeta

COMPACIDAD + OQUEDAD


34


Al considerar los diversos tipos de huecos, aparece n las definiciones y conceptos de las distintas densidade s del material:

� DENSIDAD NETA, ρρρρn : se le llama a la masa de la unidad de volumen sin oquedades. Es decir a la masa del mater ial macizo sin los huecos interiores del grano, sean acc esibles o no, y dividido por el volumen que lo contiene.Se determina sobre el material finamente molido, ap licando vacío para extraer el aire atrapado. Este valor no es de interés en ésta tecnología.

71

DENSIDADES DE LOS ÁRIDOS

ρρρρn = M / Vm


� DENSIDAD REAL, ρρρρr : se le llama a la masa de la unidad de volumen de los granos de material con sus poros inaccesibles.Se determina sobre granos enteros, saturados de agu a y aplicando técnicas similares a las que se emplean p ara la densidad absoluta.Este valor es fundamental en el estudio del hormigó n de cemento ya que reflejará la verdadera situación del material pétreo en la estructura interna del aglomerado.La densidad real es variable con el tamaño de la pa rtícula, con la calidad del macizo, % poros inaccesibles, etc . Los valores normales varían entre 2,4 y 2,9 kg/dm 3

Los granos más finos tienen una densidad real mayor , más cercana al valor de la densidad absoluta.

72

ρρρρr = M / (Vm + Vpi + Vpa) = M / Vr


35


� DENSIDAD APARENTE, ρρρρa : equivale a la masa de un volumen unitario en que se incluyen los huecos de l as partículas y los huecos de entre ellas. Este valor es eminentemente variable con el grado de compactación y humedad del material.Normalmante, en árido fino, se determina la densida d aparente del material seco y compactado y también e n los granos húmedos y sueltos (densidad natural de obra)

El valor de densidad aparente de material seco y co mpactado es ≈≈≈≈ 1,83 kg/dm3

El valor de la densidad aparente del material húmed o y suelto es ≈≈≈≈ 1,4 kg/dm3

73

ρρρρa = M / (Vm + Vpi + Vh + Vpa)

ρρρρa = M / Va


Aparece el fenómeno de esponjamient o el cual influye en la determinación de la densidad aparente, en estado húmedo y suelto.Veamos algunos datos del Río Maipo

74

ESPONJAMIENTO

Verano 1,44

Otoño 1,38

Invierno 1,29

Primavera 1,39

Promedio 2 años 1,41

Materiales húmedos y sueltos Kg/dm3


36


• Valores del material seco correspondiente.En un recipiente de 1 dm3 se entra árido fino a p.e j. 4 % de humedad, luego esa cantidad de arena se extrae de e se recipiente, se seca a masa constante y ese valor se registra. Esto para que no influya la masa del agua (si se masara sin secar)

75

Datos de arenas del Río Maipo

Humedad

%

Densidad

kg/L

Humedad

%

Densidad

kg/L

0 1,808 10 1,321

2 1,354 12 1,352

4 1,318 14 1,394

6 1,316 16 1,440

8 1,298

Se puede obtener que el esponjamiento máximo es 39,3 % :

1,808/1,298 = 1,393

⇒⇒⇒⇒ E max. = 39,3 %


• Gráfico densidad vs humedad

76

Se puede representar el fenómeno de esponjamiento en la siguiente curva obtenida de una arena del Río Maipo de

Dn = Nº 4 (4,75 mm)ASTM o de 5 mm NCh

11,11,21,31,41,51,61,71,81,9

2

humedad %

dens

idad

kg/

dm3


37


• El esponjamiento se puede calcular como el aumento de volumen con la fórmula;

77

1)( −=ahs

ascE

ρρ

ρρρρasc = densidad aparente seca y compactada

ρρρρahs = densidad aparente húmeda y suelta, descontada la humedad

Muy útil para control de dosificación.

P.ej.: Dosis de F = 450 L de Arena Maipo;

EI = (1,83/1,29) – 1 = 41,9 %

EV = (1,83/1,44) – 1 = 27,1 %

∆∆∆∆ E ≈≈≈≈ 15 % ⇒⇒⇒⇒ 450 x 1,15 – 450 = 68 L


• La explicación de este fenómeno podría estar en la distribución del agua y el aire en el material. En el momento inicial, sin líquido libre (seco o sss), actuan fuerzas de gravedad en oposición a las fuerzas de fricción interna. Cuando aparece la fase líquida hay tensiones superficiales que se suman a las de roce. Al mojarla, desaparece el aire, desplazado por el agua, desaparece la tensión superficial y el agua entra a colaborar con la compactación como lubricante, llegando la arena a un estado muy próximo al inicial.Esto da la posibilidad de medir rápidamente los valores de esponjamiento

78


38

Fuerzas que intervienen en el espojamiento

79

El esponjamiento es mayor en las arenas finas

Forma práctica de determinar el esponjamiento

80


39


Tamiz % Q' Pasa % Q' PasaASTM A B1 1/2 100

1 583/4 181/2 63/8 4 100Nº4 1 848 7316 6430 4650 14100 3

81

ρρρρ a 1,52 1,56 kg/L

ρρρρ r 2,65 2,73 kg/L

Ab 0,5 1,2 %ht 2,8 5,4 %E 0 18 %

MF 7,77 3,16

TABLA CON VALORES TÍPICOS DE DENSIDADES, ABSORCIÓN, HUMEDAD Y ESPONJAMIENTO


ρrsss = ρrs (1+abs) [kg/L]

ht = (Mh – Ms)/Ms � ht x Ms = Mh – Ms [kg]

Mh = Ms(1+ht) [kg]

abs = (Msss – Ms)/Ms � abs x Ms = Msss-Ms [kg]

Msss = Ms(1+abs) [kg]

(1)

(2)

(1)/(2)

Mh/Msss = Ms (1+ht)/ Ms (1+abs) =

Mh = Msss(1+ht)/(1+abs) [kg]

Otras aplicaciones:


40


• Supongamos un cubo de lado a conteniendo 8 esferas de diámetro = a/2: (r = a/4)

84

COMPACIDAD

Un material de un solo tamaño de granos ocupa solamente un 50 % de su volumen aparente.

Su compacidad es 50 %

a

338

333

2

1

64)

3

4(8

64)

3

4()

4(

3

4

3

4

aaV

aarV

esf

esf

≈=

===

π

πππ

Son 8 esferas


• Las 8 esferas ocupan casi la mitaddel volumen aparente, lo queindica que hay tanto sólidos comohuecos. Sin embargo esta es unasituación muy especial y discutibleya que las partículas puedendisponerse de otra forma másfavorable, puede cambiarse laforma de los granos y, tambiénhabría que considerar las fuerzasde atracción de masa y otrosfactores que influyen en los granosfinos que llevan a otros valores decompacidad.

P.ej.: cemento ρρρρr = 3,0 kg/dm 3 y ρρρρa = 1,3 kg/dm 3

85


41


� Un conjunto de granos de igual tamaño debe ser llenado por partículas menores. Para ello se debe estudiar la CANTIDAD Y DIMENSIÓN DEL RELLENO.

� Tomamos un material BASE cuyos granos tienen un tamaño entre “d” y “d/2” y un RELLENO cuyas partículas tienen un tamaño inferior a “d/2” y mayor que “d/4”

� Al mezclar estas partículas y determinar su ρρρρa se podrá observar que ésta varía en función de las combinaciones de mezclas.

86

LEYES DE LA COMPACIDAD


� Primera Ley de la Compacidad

87

1

1,2

1,4

1,6

dens

idad

apa

rent

e kg

/dm

3

100 80 60 40 20 0 BASE

0 20 40 60 80 100 RELLENO


42


� Se verifica con cualquier par de materiales monogranulares la siguiente PRIMERA LEY DE LA COMPACIDAD:“Se alcanza la máxima Compacidad de una mezcla binaria con siete partes en masa de material BASE y tres partes de material de RELLENO, aproximadamente”.

Material MONOGRANULAR es aquel que queda limitado entre un tamaño máximo y un mínimo que es la mitad del máximo. Esto tiene su origen en la serie que siguen las cribas normales en que se clasifican los áridos para hormigones de cemento.

88


� Una vez definida la cantidad óptima de RELLENO, se pueden orientar las experiencias a fijar el MEJOR TAMAÑO DEL RELLENO.

� Hechas las pruebas correspondientes, se verifica la siguiente segunda Ley:

� “Para una base monogranular de tamaño “d”, la máxima compacidad se alcanza con un relleno monogranular de dimensión de un dieciseisavo de “d” (d/16)

� Se establece según el gráfico que el relleno entre d/16 y d/32 da un óptimo y se encuentra una solución discontinua, es decir una distribución de partículas en que no existe una serie de tamaños (tamices) en este caso entre d/2 y d/16

89


43


� Segunda Ley de la Compacidad

90

1

1,2

1,4

1,6de

nsid

ad a

pare

nte

kg/d

m3

100 80 60 40 20 0 BASE

0 20 40 600 80 100 RELLENO

16

328

4

2


� Al considerar que la naturaleza entrega materiales contínuos, en la generalidad de los casos, se deben seguir las experiencias hasta que se encuentra una solución en la tercera Ley de la compacidad:

� “Al mezclar composiciones binarias, compuestas de su BASE con la cantidad correspondiente de RELLENO óptimo, se mantienela compacidad máxima”

91

Tamices

3

3/2

3/4

3/8

4(3/16)

8(3/32)

16(3/64)

30(3/128)

50(3/256)

100(3/512)


44


En resumen, hay una cantidad de relleno y una dimensión de relleno óptima y cuando estan bien proporcionados los pares BASE-RELLENO, se puede considerar que no existen pérdidas de compacidad de las mezclas.

• La compacidad depende de la granulometría y• Hay soluciones tanto contínuas como

discontinuas.La compacidad alta es favorecida por la forma regular de las partículas. Los granos de cantos rodados dan más altas compacidades que los materiales chancados.La compacidad se altera en forma importante por la humedad y por las fuerzas que se originan entre las partículas en los materiales finos.

92


• Interesa la superficie en que se va a repartir la cantidad de cemento disponible.

• Cada vez que se parte una piedra, aparece una nueva cara que debe ser “pintada” con pasta de cemento. Hay más superficie específica por unidad de masa en los materiales más finos.

• La superficie específica de un granulado corresponde a la suma del área total de las partículas que caben en una determinada masa.

• Generalmente se expresan en cm 2/g para los finos y en cm 2/kg para las arenas y áridos gruesos.

93

SUPERFICIE ESPECÍFICA


45


Determinación del número N de granos que hay en el kilogramo .

( ) [ ]

( ) [ ]

( ) [ ]22

33

3

2

61

cmdNS

gVM

cmd

NV

r

π

ρ

π

=

=

=

( ) [ ]

( ) [ ]gcmd

M

d

dMdNSeDe

kgunidd

MN

dN

MVDe

rr

rr

/66

3

/6

61

23

22

3

3

ρπρππ

πρπ

ρ

===

=⇒==


� Sean 1000 g de partículas de densidad real ρρρρr = 2.540 [kg/m 3] y diametro medio “d” [cm] .

� Este diámetro medio “d” puede ser establecido como el promedio aritmético o geométrico de los valores máximos y mínimo de dos mallas sucesivas de la serie normal.

� Las unidades de ρρρρr [kg/m 3]

� Entonces Se = 6000/d ρρρρr

95


46

FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL

97


� Importa en las propiedades que le confiere al hormigón. Lo que se persigue es que se asemeje lo más posible a una esfera o cubo. Otra forma conducirá a problemas de trabajabilidad.

� Patículas alargadas exigirán mayor cantidad de agua para recuperar la trabajabilidad, ya que tienden a trabarse por su forma y rugosidad.

� El aumentar la relación A/C, al agregar más agua, dará como resultado una baja en la resistencia mecánica del hormigón, lo que se puede evitar aumentando el cemento para mantener constante la razón A/C. Obviamente esto constituye un costo adicional

98

FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL


47


� Las partículas alargadas o angulosas son más frágiles y por lo tanto el hormigón también lo será. Esta deficiencia que pueden tener estas partículas se debe a que luego de la chancadura pueden quedar con microfisurasinternas que originan la grieta y luego la fractura. Además, en un ensayo de hormigón en compresión la forma alagada tiene poca resistencia a la flexión, fallando por tracción .

� Entonces esta es la razón y no de que tengan menor resistencia a la compresión, ya que la roca original puede ser la misma para el árido de canto rodado o el chancado.

99


� La partícula alargada (y aguzada) tiende a orientarse horizontalmente y el agua en exceso tiende a subir a la superficie, pero si ésta encuentra un obstáculo en el camino se queda como “napa” bajo él, y cuando se evapora queda un hueco abajo, o sea no queda adherida la pasta al árido.

� Por lo tanto se tiene que a menos adherencia ⇒⇒⇒⇒

menor resistencia.� Sin embargo, la partícula angulosa o chancada

no es mala y al contrario es buena para elementos sometidos a flexotracción por su mayor adherencia por su rugosidad.

100


48


� La forma de las partículas desempeña un efecto importante sobre las propiedades del hormigón. Se ha hecho referencia a la compacidad y a la superficie específica de partículas ideales esféricas. El factor de forma es el nexo entre esto y la realidad. Por ello se puede decir del mismo modo que son la dimensión , las irregularidades, las rugosidades de las partículas , las que, por medio de la compacidad y superficie específica, determinan resistencias, docilidad, permeabilidad y otras características de los hormigones.

101

FORMA DE GRANOS


� Las piedras de formas irregulares son consideradas como defectuosas y pueden ser toleradas solamente en pequeñas cantidades.

� En las arenas, se hace más difícil la definición de la forma que en las gravas. Generalmente se aplican conceptos cualitativos y se recomienda evitar el uso de arenas de granos de formas irregulares o angulosas.

� Los defectos de formas de granos se convierten en dificultad de colocación y éste se trata de compensar con exceso de finos (arena y cemento) y agua, lo que disminuye la resistencia y aumenta las deformaciones por contracción

102


49


• El Coeficiente Volumétrico proporciona una idea de la regularidad de las partículas. Es una relación entre el volumen “v” de la partícula y el volumen V de la esfera circunscrita.

103

Coeficiente volumétrico

d

1

6

3

≤=

=

∑∑

V

vCV

dV

π


►La medición se hace sobre un conjunto de piedras en estado SSS (aprox 20 unidades para Dn de 20 a 50 mm) por dezplazamiento en agua para determinar el volumen total = y por medida directa para el volumen de las esferas circunscritas =

● Recomendaciones:

104

∑v

∑V

Hormigón CV CV

Grava Gravilla

Armado ≥≥≥≥ 0,20 ≥≥≥≥ 0,15

En Masa ≥≥≥≥ 0,15 ≥≥≥≥ 0,12

Dn g

80 1500

40 500

20 250

Los granos en forma de plaqueta; CV ≈≈≈≈ 0,07

Los granos en forma aguzada; CV ≈≈≈≈ 0,001

Grava de río; CV ≥≥≥≥ 0,4


50


Consiste en establecer una relación entre las proporciones de las aristas de una piedra.

• En Francia recomienda el uso de áridos ≈≈≈≈ esfera o por lo menos próximo al cubo.

• Estas exgencias se pueden aproximar a la desigualdad; L + A ≤≤≤≤ 6E

• Generalmente se especifica que no exista más de 20 % de granos fallados

105

Coeficiente de forma

LA

E


En Alemania se trabajan con las relaciones L/A y E/A;

• Grano plano E/A < 0,5• Grano largo L/A > 1,5• La parte de los granos no aptos no debe exceder

en lo posible al 50 % del peso total. Se exige que el promedio de 25 granos, mayores que 8 mm, no resulte largo o plano.

106


51

Clasificación de la forma de las partículas, según la Norma B.S. 812: 1967

107

Clasificación Descripción Ejemplos

Redondeadas Totalmente desgastada por el agua ocompletamente limada porfrotamiento

Grava de río o playa; arena deldesierto, playa y acarreada por elviento.

Irregular Irregularidad natural, o parcialmentelimada por frotamiento y con orillasredondeadas

Otras gravas, pedernales del suelo ode excavación

Escamosa Material en el cual el espesor espequeño en relación a las otras dosdimensiones

Roca laminada

Angular Posee orillas bien definidas que seforman en la interssección de carasmás o menos planas.

Rocas trituradas de todos tipos;taludes detríticos, escoria triturada.

Elongadas Material normalmente angular, en elcual la longitud es considerablementemayor que las otras dos dimensiones.

--------

Escamosa yElongada

Material cuya longitud esconsiderablemente mayor que elancho, y éste considerablementemayor que el espesor.

--------

CLASIFICACIÓN FORMA DE PARTÍCULAS, USA

108

Muy redondas

Sin caras originales

Redondas Casi sin caras

Sub redondas

Desgaste considerable, caras de área reducida

Sub angular Algún desgaste, pero caras intactas

Angular Pocas señales de desgaste


52

Textura superficial de los agregados.(Norma B.S. 812: 1967)

109

Grupo Textura

Superficial

Características Ejemplos

1 Vítrea Franctura concoidal Pedernal negro, escoria, vítrea2 Lisa Desgastado por el agua, o liso

debido a la fractura de rocalaminada o de grano fino

Gravas, horsteno, pizarras, mármol,algunas reolitas

3 Granular Fractura que muestra granos más omenos uniformementeredonddeados.

Arenisca, oolita

4 Aspera Fractura áspera de roca con granosfinos o medianos que contienenconstituyentes cristalinos nofácilmente visibles

Basalto, felsita, pórfido, caliza

5 Cristalina Contiene constituyentes cristalinosfácilmente visibles

Granito, gabro, gneis

6 Apanalada Con poros y cavidades visibles Ladrillo, pómez, escoria espumosa,clinker, arcilla expandida


�La clasificación de la textura superficial se basa en el grado en que la superficie de una partícula es pulida o mate, suave o áspera.

�La estimación visual de la aspereza es bastante confiable...

110

CLASIFICACIÓN POR TEXTURA, USA


53


Este ensayo es aplicable sólo a los áridos finos y consiste en tratar una muestra de ensayo con una solución de hidróxido de sodio y comparar la coloración obtenida con la coloración de una solución tipo, de ácido tánico.

REACTIVOS:� Solución AT: Se debe preparar una solución de

ácido tánico al 2%, esto se logra disolviendo 2 g. de ácido tánico en una mezcla de 90 cm³ de agua destilada y 10 cm³ de alcohol de 95%.

� Solución HS: Se debe preparar una solución de hidróxido de sodio al 3%, esto se logra disolviendo 30 g. de hidróxido de sodio en 970 g. de agua destilada .

111

DETERMINACIÓN DE LA PRESENCIA DE IMPUREZAS ORGÁNICA S


Ahora prepara la solución tipo de ácido tánico de 500 ppm, para ello se mezclan las siguientes cantidades: 2.5 cm³ de solución AT con 97.5 cm³ de solución HS, estas se agitan y se dejan reposar por 24 horas.

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Procedimiento:�En un frasco traslúcido de 250 a 300 ml, debes colocar 200 g. de la muestra de arena junto con 100 ml de la solución de hidróxido de sodio al 3% (HS). Luego agitas el frasco y dejas en reposo el conjunto durante 24 horas.

�Al cabo de este tiempo, debes comparar la coloración resultante del frasco que contiene arena con el color de la solución tipo (AT) preparada simultáneamente o con una escala de colores según la norma ASTM C 40.

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Las arenas aptas presentan una coloración menos intensa que la de la solución tipo.


• Es uno de los conceptos físicos dificiles de definir en su valor real.

• Aproximadamente se puede decir que es la capacidad de resistir las solicitaciones mecánicas. El material debe tener una estructura capaz de soportar los esfuerzos que se originan en solicitaciones internas y/o externas

• Se realizan mediciones en diversas formas; pruebas sobre la roca original, en gravas o arenas, pruebas de compresión, tracción o cizalle, pruebas de atricción, pruebas de dureza en variadas formas, pruebas en forma estática o dinámica, pruebas sobre los materiales secos o mojados, etc.

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TENACIDAD O ROBUSTEZ ESTRUCTURAL


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• En resumen, se debería tener una determinación de l a robustez del material de acuerdo con las condiciones particulares en que se deberá prestar servicio.

• Hay incertidumbre en la interpretación de los ensay os y en la necesidad misma de la robustez estructural. La partícula actúa como parte de un conjunto, está confinada, apoyada por el material vecino.

• Es difícil pronunciarse sobre si es más favorable disponer de una partícula dura, altamente resistent e, o una que, siendo más blanda, colabora en forma más efectiva por medio de una mejor adherencia y similitud de deformación con el ambiente que la rodea. Una piedra que se deforma igual que el mortero vecino, es un mejor repartidor de carga y puede tener un resultado mejor que el de una piedra dura, que hace el papel de una cuña sobre el morter o.

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• Faury informa de la confección de hormigones con 350 kg/cm 2 de resistencia cúbica a la compresión, con una dosis normal de cemento, hecho con gravas de resistencia de 100 kg/cm 2.

• Los áridos de baja robustez estructural producen morteros y hormigones de muy baja resistencia al desgaste. Se les puede usar en hormigón armado, pero no son recomendables para pavimentos. Sus granos son porosos, por lo que tienen una alta absorción de agua y son, por lo tanto, muy débiles frente a bajas temperaturas (ciclo hielo-deshielo)

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ENSAYO DE DESGASTE LOS ANGELES

• Para determinar la resistencia al desgaste de los áridos. Es un tambor que gira a determinada rpm y luego de un tiempo se saca y se masa. Por diferencia de masadas se obtiene la pérdida por masada del material .

• Ver NCh 1369, ASTM C131, ASTM C535

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• Existen muchos métodos para llegar a determinarla, sin embargo no existe uno satisfactorio.

• Se sacan muestras cilíndricas desde las rocas de or igen, se cortan en cubos de 5 cm de arista y se ensayan a la compresión. En los casos en que existe muchos orige nesde rocas, se sacan muchas muestras y se ensayan.

• Se fabrica un hormigón con árido conocido de buena calidad bien controlado a modo de patrón y otro con las mismas características, salvo el árido. Al tener am bos hormigones la misma edad e iguales condiciones de maduración, puede inferirse la resistencia mecánica del árido comparando la resistencia del hormigón.

• Se le exige a la roca Rc ≈≈≈≈ 700 a 800 kg/cm 2. Si acaso la roca tiene Rc ≥≥≥≥ 800 kg/cm 2 no hay motivo de preocupación porque la pasta difícilmente sobrepasa los 700 kg/c m2.

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RESISTENCIA MECÁNICA


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Resistencias típicas de diferentes tipos de roca

Roca Resistencia kg/cm 2

Mármol 1150

Arenisca 1350

Gneiss 1500

Caliza 1650

Esquisto 1750

Granito 1850

Cuarcita 2700

Basalto 2900

Felsita 3300


Para obtener hormigón de buena calidad hay que emplear áridos de buena calidad física, pero además es necesario que sean químicamente inertes frente al cemento, agua y a la acción del ambiente de servicio. Al grano se adhieren impurezas como sales, materias orgánicas, películas de aceite. Estas interfieren en el proceso normal de fraguado del cemento, pueden ser solubles y dejar oquedades y/o interferir físicamente en el contacto árido-cemento. Esta interferecia física proviene generalmente de compuestos expansivos y/o impermeables.

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CONTENIDO DE IMPUREZAS


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Las arcillas las consideramos como una impureza físico-química, su efecto es netamente físico, pero son determinantes las propiedades de actividad físico-química del material. Estas partículas que son muy finas producen una baja en la adherencia por efecto de la película que se adhiere a la superficie de la piedra. Al tener mayor demanda de agua produce retracciones en el hormigón.Las normas establecen un límite de contenido de material fino, más fino que el tamiz ASTM Nº 200 (0,074 mm), de 5 %. Pero,En hormigones para pavimentos < 3 %Hormigón sometido a desgaste; G < 0,5 % y F < 3,0 %Para todo otro hormigón; G < 1,0 % y F < 5,0 %

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Las arcillas se pueden identificar claramente por su color o bien tomar arena, se apreta, si se pega en la mano ��contiene arcilla. También se puede aprisionar entre los dedos de manera que si no cruje �� contiene arcilla.Se puede, en general determinar el % de finos por lavado y verificar que sea < 5 %.También se suele hacer el ensayo de Equivalente de arena, el que permite obtener el % de arena real contenido en la muestra, debe ser > 80%En general se rechazan las arenas que contienen arcilla.En casos muy especiales se deja la arcilla p. ej. cuando tiene propiedades aglomerantes y hay poco cemento en el hormigón y no se adhiere a los granos de arena.

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• El problema se concentra en los cloruros los que at acan al acero del hormigón armado, produciendo corrosión electroquímica. La presencia de cloruro en el hormig ón ��formación de pilas que establecen una diferencia de potencial permitiendo una circulación de corriente que produce la oxidación. Se produce óxido de fierro y no cloruro de fierro .

• La película de óxido que rodea la barra de acero va creciendo, o sea, va aumentando su espesor producie ndo un gran empuje a todo lo que le rodea. Se puede det erminar fácilmente si en una armadura hay corrosión ya que se observa manchas que van a lo largo de toda la dispo sición de la armadura.

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Sal en los áridos

SAL = Cloruro de sodio = Na Cl


• En muelles se corroe sobre la superficie del agua y no bajo el nivel del agua. Bajo el agua el hormigón es ta saturado de ella, sobre el agua, sucede que la ola deja sales (cloruros) y al evaporarse el agua la concentración va aumentando lo que causa mayor corrosión.

• La camanchaca lleva sales con la humedad y la deposita en todas partes.

• El problema es serio y se debe entonces solucionar, por lo que se recurre a la prevención. Una alternat iva, aunque de alto costo es emplear aceros inoxidables.

• El recubrimiento del hormigón es una buena alternativa, para ello deberá ser NO POROSO. Con ayuda de resinas o pinturas mejora el problema cortando la corrosión un alto % o al menos la contr ola por un buen tiempo, proporcionando mayor durabilidad y vida útil al hormigón y por lo tanto a la estructura.

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Hormigón armado NCh 163 1.20 kg/m³Hormigón pretensado 0.25 kg/m³


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• Pueden haber áridos inertes o reactivos. Los áridos reactivos reaccionan con el cemento.

• La actividad química del árido con los álcalis del cemento produce, como manifestación externa, dilataciones y agrietamientos del hormigón tales que producen rompimiento.

• Los áridos reactivos más conocidos son entre otros el Ópalo (sílice hidratada amorfa), pequeñas cantidades de sílice opalina han provocado dilataciones excesivas y relativamente rápidas. Otras son Calcedonia, Cristobalita, etc.

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Áridos reactivos


• Para que se produzca este fenómeno deben cumplirse tres condiciones;– Áridos especialmente reactivos,– Cemento con exceso de álcalis, y– Un ambiente cálido y húmedo

• Los álcalis del cemento (K 2O y Na2O) se limitan, para estos, casos a 0,5 o 0,6 %. Esto es, expresado como Na2O; (Na2O – 0,658 K2O < 0,6%). El valor 0,658 es la relación entre los pesos moleculares de Na 2O y K2O

• Se manifiesta en que cierran las juntas de hormigonado, se pandean elementos esbeltos, se atascan compuertas. La no alineación de ejes puede deberse a expansión de fundaciones.

• Se pueden reconocer por ser grietas anchas y poco profundas.

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• Puede prevenirse un desastre;• Observando los hormigones de obras de la zona

(porque siempre hay algo construido)• Verificando un diagnóstico positivo por un estudio

petrográfico• Hacer un análisis de reactividad potencial, el ensa yo

químico acelera la reacción álcali-árido, lo que se logra aumentando la agresividad , la temperatura y la sensibilidad de observación. Se suele moler fino pues la reacción comienza por la superficie del grano.

• Se hace una comprobación final por control de deformaciones en un mortero confeccionado con áridos en estudio y cementos que posiblemente se usarán en la obra. Este estudio es de larga duración, se hacen mediciones a 6 y 12 meses.

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SIGNIFICADO DE LOS RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS PRACTICADOS A LOS ÁRIDOS PARA HORMIGÓN

El análisis que se hace a los áridos tiene dosgrandes objetivos :a) Obtener parámetros para el diseño de la mezcla yb) Caracterizar el árido en estudio para el control de recepc ión

y el control para el uso.

Entre los parámetros necesarios para el diseñode la mezcla están:

�Granulometría�Tamaño máximo nominal�Absorción�Densidad aparente�Densidad real

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Por otro lado el árido quedacaracterizado por:

Propiedades para el control de recepción.�Granulometría�Material fino < 200 ASTM (0.080 mm NCh)�Impurezas orgánicas�Otros que se indiquen expresamente en la

especificación particular de la obra, conel fin de controlar:

– Propiedades críticas de un árido determinadaspor factores locales.

– Propiedades requeridas para obtener hormigonesde características especiales.

Y


Propiedades para el control para el uso:

» Granulometría» Densidad» Absorción» Huecos» Humedad y» Esponjamiento


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Fináridos

Aridos ingeniería civil

Documents

Transcript of Aridos ingeniería civil