11/09/2011

1

Ing. Henry Azaedo Medina.Ing. Henry Azaedo Medina.

FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA - Carrera de Ingeniera Civil

AGREGADOS PARA CONCRETO

Definiciones: Partculas inorgnicas de origen naturalo artificial. Cuyas dimensiones fijadas por la NTP400.011.

Ocupa entre 65 y 80% delvolumen de la unidad cbica delconcreto.Interviene en las resistenciasmecnicas, la durabilidad, elcomportamiento elstico,propiedades trmicas, acsticas,etc.

Debe estar constituido por partculas limpias yadecuadamente conformadas, en su estructuradeben entrar materiales resistente y durables,poseer granulometra adecuada.

Tener preferentemente perfil angular y texturarugosa.

Tener lmites en su capacidad de adsorcin y departculas inconvenientes.

Deber ser resistente a la abrasin.

Debe tener inalterabilidad de volumen; quedebe ser capaz de resistir cambios fsicos yqumicos que produzcan rajaduras, hinchazno ablandamiento del concreto, etc.

Sismo

Gravas Arenas

Aguasubterrnea

Lluvia

vientos

Temperatura

Efecto del Hielo

GlaciarW: agua

11/09/2011

2

RIDO: Se define como el conjunto departculas o granos de rocas preexistentesreducidas por fenmenos mecnicos o qumicos.Existen dos tipos de ridos: Las gravas y lasarenas.

ARENA: Es el conjunto de partculas o granosde roca producida por fenmenos fsicos oqumicos que se acumulan en los lechos de losros y tambin en los fondos de los lagos ylagunas y en el desierto dependiendolgicamente de los factores geolgicosinterviene en su origen.

AGREGADO FINO (Arena o rido fino)ASTM C 33 - NTP 400.037.

Es aquel que pasa ntegramente por eltamiz 3/8 y como mnimo en un 95% eltamiz N 4, quedando retenido en eltamiz N 200.

Es el material que resulta de ladesintegracin natural de las rocas o seobtiene de la trituracin de las mismas.

Para su uso se clasifican las arenas por sutamao.

Arena gruesa: 2-5mm

Arena media: 0.5 2mm

Arena fina: 0.05 0.5mm

Polvo de roca: 0.005 0.5mm

CLASES

Arenas de rio

Arenas de playa o mar.

Arenas de duna

Arenas de banco

Arenas de lago

Arenas artificiales

A) POR SU PROCEDENCIA:

B) POR SU COMPOSICINMINERALGICA

-Arenas silicosas.-Arenas calcreas.-Arenas arcillosas.- Arenas Granticas.

C) POR SU GRANULOMETRA

No existe un solo criterio.En el Peri la sociedad de ing. del Perpropuso la siguiente clasificacin:Arena gruesa: 2 5mmArena media: 0.5 - 2mmArena fina: 0.05 0.5mmPolvo de roca: 0.005 0.05mmEn concreto para establecer que el agregadofino es el material que pasa el tamiz N 4 ()

C) POR SU GRANULOMETRA

En los anlisis granulomtricos, se dibujancurvas referenciales a coordenadasrectangulares en donde las abscisasrepresentan las aberturas del dimetro de lostamices y , las ordenadas los porcentajes enpeso que pasa el dimetro correspondiente.

11/09/2011

3

COEFICIENTE DE UNIFORMIDADEn los anlisis granulomtricos de la arena se dibujan curvasgranulomtricas, en donde en el eje de las abscisas vanrepresentadas las aberturas de los dimetros de los tamices y en lasordenadas, los porcentajes del peso que pasan el dimetrocorrespondiente.En este anlisis se llama COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD la relacindel dimetro de las partculas que pasan la ordenada del 60%, aldimetro de las partculas que pasan la ordenada del 10% segn loque acabamos de escribir y nos permite clasificar segn el valor quetenga este parmetro.

TIPO DE ARENA COFICIENTE DE UNIFORMIDAD

GRUESA 5.2 O MS

MEDIA 4.2

FINA 2.2

Lmites de Granulometra del Agregado Fino

TamizPorcentaje que pasa (en

masa)

9.5 mm (3/8 pulg.) 100

4.75 mm (No. 4) 95 a 100

2.36 mm (No. 8) 80 a 100

1.18 mm (No. 16) 50 a 85

600 m (No. 30) 25 a 60

300 m (No. 50) 5 a 30

150 m (No. 100) 0 a 10

Lmites granulomtricos del Agregado Fino (ASTM C 33/AASHTO M6, NTP 400.037, COVENIN277, IRAM 1512, Nch 163, NMX-C-111, NTC 174)

Otro parmetro fsico que permite calificar alagregado fino es el MODULO DE FINURA que secalcula a partir del anlisis granulomtrico sumandolos porcentajes retenidos en los tamices: 3, 1 ,, 3/8, N 4, N 8, N 16, N 30, N 50 y N 100.Para elaborar concreto, la arena debe tener unmodulo de finura entre 2.1 y 3.5

MODULO DE FINURA 3) PESO ESPECIFICO o GRAVEDAD ESPECIFICA Y ABSORCIN DEL AGREGADO FINO

PESO ESPECIFICO: Se define como la relacin entre lamasa de un volumen unitario del material y la masaigual al volumen de agua destilada, libre de gas a unatemperatura especificada (17C). Segn el sistemainternacional de unidades el trmino correcto esdensidad.

PESO ESPECIFICO APARENTE: Es la relacin de la masaen el aire de un volumen unitario de material, a lamasa en el aire (de igual densidad) de igual de aguadestilada libre de gas a una temperatura especfica;cuando el material es slido, se considera el volumende la porcin impermeable.

PESO ESPECIFICO o GRAVEDAD ESPECIFICA Y ABSORCIN DEL AGREGADO FINO

PESO ESPECIFICO DE MASA: Viene a ser larelacin entre la masa en el aire de un volumenunitario del material permeable (incluyendo losporos accesibles e inaccesibles) a la masa en elaire (de igual densidad) de un volumen igual deagua destilada a temperatura especificada.

PESO ESPECIFICO DE MASA SATURADASUPERFICIALMENTE SECO: Es similar que P.E.M,con la salvedad de que la masa incluye el agua enlos poros permeables.

5) GRADO DE ABSORCIN Es la capacidad que tiene los agregados para llenar

de agua los vacios permeables de su estructurainterna, al ser sumergidos durante 24 horas en esta.La relacin del incremento en peso, al peso de lamuestra seca, expresndolo en porcentaje sedenomina: Porcentaje de absorcin.

G.A.= (Psat Psec ) / Psec * 100

Tiene relacin directa con porosidad.

11/09/2011

4

Aunque el valor de PE y GA no tiene limites, lasnormas tcnicas correspondientes suelenaconsejar que el peso especifico debe tener unvalor entre 1.2 2.2 gr-7cm3 para concretosligeros y 2.3 2.9 gr/cm3, para concretospesados.

El Peso especfico que mas se utiliza, es steltimo.

Para Cajamarca el P.E. vara entre 2.45 y 2.71gr/cm3

Para Cajamarca el %GA vara entre 0.87 y 3.5%

ESTADOS DE HUMEDAD DE LOS ESTADOS DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOSAGREGADOS

Existen 4 grados de humedad:

Humedad

Total

Estado

- Peso de una muestra de roca saturada consuperficie seca (SSS): PSAT= Psec + Vha*

MTODO PARA DETERMINAR EN LABORATORIO PESOESPECIFICO Y GRADO DE ABSORCIN DE LA ARENA.

Inicialmente hay que realizar la preparacin de lamuestra de ensayo.

Homogeneizar y secar al horno a 110C aproximadamente1000 gr de material. Luego obtener peso constante.

Sumergir la muestra con agua y dejarla en reposo por 24horas. Luego decantar con mucho cuidado sobre unabandeja, e iniciar un proceso de secado con una suavecorriente de aire caliente, hasta que las partculas puedanfluir libremente.

En el molde tronco cnico, rellenar con tres capascompactando con 25 golpes por capa con una varillametlica.

Si existe humedad libre, el cono del agregado fino

mantendr su forma, entonces siga secandorevolviendo constantemente la muestra e intentenuevamente hasta que el cono se derrumbe alquitar el cono. Esto demostrar que el agregadohabr alcanzado su condicin de saturado.

Si al realizar el primer intento, el cono delagregado se desmorona ,es porque la muestra yano tiene humedad libre, en este caso aada unoscuantos cc de agua y despus de mezclarloscompletamente deje reposando la muestra unos3 min en un envase bien tapado para luegorepetir el proceso.

Alcanzando este estado (SSS) introduzca de

inmediato en un frasco una muestra de 500gr,llnelo de agua hasta alcanzar la masa de 500cm3en una temperatura de 20C. Enseguida hagarodar el frasco sobre una superficie plana, hastaeliminar todas las burbujas de aire, despus, de locual se colocar en un bao mara a unatemperatura de 23C +- 2C.

Despus de 1 minuto, llnelo con agua hasta lamarca de 800cm3 y determine el peso total aguaintroducida en el frasco de ensayo.

Con cuidado saque e agregado fino del frasco yseguido hasta peso constante a una temperaturaambiente y obtenga su peso seco.

P.em= Wo/(V- Va) P.emSSS= 500/(V- Va)

P.e.a= Wo/((V- Va)-(500-Wo))% ABS= (500-Wo)/ Wo

Denomine:

V: Volumen del frasco usado en el ensayo. cm3

Wo= Peso en el aire de la muestra secada en la estufa. (gr)

Va= Peso en gramos o volumen en cm3 del agua aadida al frasco.

11/09/2011

5

PESO UNITARIO VOLUMETRICO

PUV= Peso de muestra / Volumen de recipiente

Determinacion de volumen de recipiente:

F = 1000 / Wa

Wa = Peso del agua para llenar el recipiente a 16.7C.

PU= Ws * f

Ws : Peso neto del agregado

7.- DETERMINACIN DE SUSTANCIAS DELETREAS

Consiste en coger una muestra de 500 gr deagregado fino seco y luego someterlo a unproceso de agitamiento y lavarlo hasta que elcolor del agua sea claro y utilizando para ello eltamiz N 200.

Cuando se haya logrado el lavado completo, sesaca cuidadosamente el contenido de dicho tamizy se lo seca en la estufa. Se obtiene mediante lasiguiente expresin:

% Part. Finas = (Pi Pf)/Pi * 100 Deben ser menores al 5%.

Es aquel material que queda retenido, como mnimo, en un 95% en eltamiz N 4 (4.75mm).

Resultante de la desintegracin natural y abrasin de rocas otransformacin de un conglomerado dbilmente cementado.

Pueden ser el producto de la disgregacin natural de las rocas o delatrituracin o chancado de las mismas.

Tienen aplicacin en mampostera, confeccin de concreto armado y parapavimentacin de lneas de ferrocarriles y carreteras.

Agregado Grueso (Gravas).ASTM C 33 - NTP 400.037.

Agregado de Peso Normal

Agregados ms comunes

Arena

Grava

Piedra triturada

Produce concreto de peso normal 2200 a 2400 kg/m3

Agregado Ligero (1)

Expandido

Esquisto

Arcilla

Pizarra

Escoria

ASTM C 330.

Produce concreto estructural ligero 1350 a 1850 kg/m3

Agregado Ligero (2)

Piedra pomez

Perlita

Vermiculita

Diatomita

Produce concreto aislante ligero 250 a 1450 kg/m3

11/09/2011

6

Agregado Pesado

Barita

Limonita

Magnetita

Ilmenita

Hematita

Esferas de Hierro

ASTM C 637, C 638 (Blindaje para radiacin)

Produce concreto pesado de hasta6400 kg/m3 (400 lb/pies3)

Caractersticas de los Agregados

Caracterstica Importancia

Resistencia a abrasin y degradacin

Resistencia al desgaste en pavimentos y pisos

Resistencia a congelacin-deshielo

Descascaramiento de la superficie, aspereza, perdida de seccin, deformacin

Resistencia a sulfatosDescascaramiento de la superficie, aspereza, prdida de seccin, deformacin

Absorcin y humedad superficial

Control de calidad del concreto

Caractersticas y Ensayos de los

Caracterstica Importancia

Granulometra

M F, TMA

Trabajabilidad del concreto en estado fresco, economa

Clculos para el diseo de mezclas

Forma y textura superficial de las partculas

Trabajabilidad del concreto en estado fresco

Resistencia a la reactividad con los lcalis y cambio de volumen

Sanidad

Masa volumtrica Clculos para el diseo de mezclas

Masa especfica relativa Clculos para el diseo de mezclas

Tamaos de Partculas

TAMAO MXIMO NOMINAL DEL AGREGADO GRUESO

Esta dado por la abertura de la mallainmediatamente superior a la que retiene el15% o ms del agregado grueso tamizado.

A quedado demsotrado que cuando se estiendela granulometria del agregado de tamao hasta1 las necesidades de agua de mezcla sepuede reducir.

Especificaciones RNE para Tamao Mximo Nominal del Agregado

1/5 de la dimensin mspequea del elemento deconcreto.

3/4 del espacio libre entre lasbarras de acero del refuerzo yentre las varillas de refuerzo ylos encofrados o cimbras.

1/3 de la profundidad de laslosas .

El tamao no debe exceder de:

11/09/2011

7

Materiales Perjudiciales (1)

Sustancia Efecto en el concreto

Impurezas orgnicas

Afecta el tiempo de fraguado

y el endurecimiento, puede

causar deterioro

Material ms fino que

75 m (tamiz No. 200)Afecta adherencia, aumenta

la demanda de agua

Carbn, lignito u otro

material ligero

Afecta la durabilidad, puede

causar manchas y

erupciones

Partculas blandas Afecta la durabilidad

Substancias Efecto en el concreto

Terrones de arcilla y

partculas desmenuzables

Afecta la trabajabilidad y la

durabilidad, puede causar

erupciones

Agregados reactivos con los

lcalis

Causa expansin anormal,

fisuracin en forma de mapa

(viboritas, acocodrilamiento,

piel de cocodrilo)

Materiales Perjudiciales (2)

Reactividad lcali-Agregado ( RAA )

Es una reaccin entre los constituyentes minerales activos de algunos agregados y los hidrxidos alcalinos de sodio y potasio en el concreto.

Reaccin lcali-slice (RAS)

Reaccin lcali-carbonato (RAC)

Granulometra del Agregado Grueso

Tamiz Porcentaje que pasa (en masa)37.5 mm (1 pulg.) 100

25.0 mm (1 pulg.) 95 a 100

12.5 mm ( pulg.) 25 a 60

4.75 mm (No. 4) 0 a 10

2.36 mm (No. 8) 0 a 5

Lmites de Granulometra ENSAYOS DE AGREGADOS GRUESOS

11/09/2011

8

GRADO DE ABSORCIN Propiedad higroscpica mediante el cual la roca absorbe

cierta cantidad de agua en un determinado tiempo acondicin de temperatura y presin ambiente.

G.A.= (Psat Psec ) / Psec * 100

Relacin directa con porosidad.

- Peso de una muestra de roca saturada con superficie seca

(SSS): PSAT= Psec + Vha*

Humedad

Total

Estado

PESO SUMERGIDO Y PESO SATURADO

PSAT es el peso de la muestra seca ms el peso delagua introducida en los poros abiertos:

PSAT = PSEC + Vhab *PSUM es el peso de la muestra seca menos el empujehidrosttico (el peso del agua correspondiente alvolumen aparente de la muestra sin el volumen dehuecos abiertos)

PSUM = PSEC - (Vap - Vhab )*

2) PESO ESPECIFICO APARENTE Y REAL DELAgregado Grueso.

El procedimiento es el siguiente:

Homogeneizar y secar al horno a 100C aproximadamente5000gr de material.

Luego enfriar y sumergir sobre agua por 24 horas. Luegosacar y secar con un pao la superficie de cada laspartculas. Pesar.

Colocar en una cesta de alambre y pesar dentro del agua auna temperatura de20C.

Finalmente secarla muestra a peso constante atemperaturade100C,luego djelo enfriar y determine supeso a temperatura ambiente.

Se coloca en un picnmetro previamente tarado y se enrasa hasta los 500ml.

Pem= A / (B-C)

Pmsss = B/(B-C)

Pea=A/(A-C)

%Abs= (B-A)/A

A:Peso en el aire dela muestra seca al horno.(gr)

B:Peso en el aire de la muestra SSS.(gr)

C:Peso en el agua de la muestra SSS.(gr)

4) ENSAYO DE GRANULOMETRA POR TAMIZADO (AASHTO T 88 o ASTM D 422)

Se tamiza el material y sepesa lo retenido en cadamalla o tamiz.

MDULO DE FINURA = ( % retenido en las mallas 4, 8, 16, 30,50,100) / 100

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD:Se utiliza para evaluar la uniformidad del

tamao de las partculas de unagregado.

Cu = D60

/D10

, siendo: D60

= eldimetro o tamao por debajo delcual queda el 60% del agregado, enpeso; y,

D10

= el dimetro o tamao por debajodel cual queda el 10% del agregado,en peso.

Un agregado con un Coeficiente de uniformidadmenor de 2, se considera uniforme. En el lmite,si un terreno estuviera formado por esferasperfectamente iguales, su coeficiente deuniformidad sera 1. El agregado cuya curvagranulomtrica se presenta en el grfico, conCu = 10, podra ser llamado de "arena limosabien graduada".

11/09/2011

9

Otro parmetro fsico que permite calificar alagregado fino es el MODULO DE FINURA que secalcula a partir del anlisis granulomtrico sumandolos porcentajes retenidos en los tamices: 3, 1 ,, 3/8, N 4, + 500.Para elaborar concreto, la grava debe tener unmodulo de finura entre 3.5 Y 7.8

MODULO DE FINURA 5) ENSAYO DE ABRASIN LOS NGELES

Consiste en colocar ciertacantidad de material junto a unadeterminada cantidad de Esferasde acero.

Se inicia la rotacin del tambor. (500rev)

Luego del nmero establecidodevueltas se extrae el material yse tamiza el material con la mallaN12.

6) CONTENIDO DE HUMEDAD

Se determina eligiendo una muestra representativa de 5kg del agregado con su humedad natural a la cual se lopesa y luego se lo seca en el horno durante 24h a unatemperatura de 100C, luego se extrae la muestra delhorno , se lo deja enfriar y se obtiene su peso seco.

W%= (Ph Ps)/Ps * 100

7) PESO VOLUMTRICO UNITARIO SUELTO Y SECO.

CANTERASCANTERASLa investigacin de campo para la seleccin de losmateriales ptreos integrantes del concreto, antes de laconstruccin, esta principalmente limitada a la prospeccinpara la ubicacin del agregado y la exploracin y muestreode los depsitos disponibles.

Corresponde al supervisor la aprobacin dela Cantera.

Es responsabilidad del contratista laseleccin de la cantera que ha de proveer ala obras los agregados, la prospeccin,exploracin y certificacin de calidad delos depsitos.

11/09/2011

10

El ingeniero encargado de la ubicacin debe estarfamiliarizado con los efectos de los agregados en laspropiedades del concreto.

Se debe tener presente que es muy difcil encontrar depsitosque cumplan con rodas las condiciones ideales y que, ubicadala cantera, solo adecuados estudios de laboratorio podrn daruna interpretacin correcta de la calidad del material.

La seleccin de las canteras deber incluir:

Estudios de origen geolgico.

Clasificacin petrogrfica y composicin material como agregado.

Costo de operacin y rendimiento en relacin a la magnitud del proyecto.

Posibilidades de abastecimiento del volumen que se considera necesario.

Facilidad de Acceso a la cantera y cercana de ella a la obra.

Extraccin de material de CanterasExtraccin en Cantera de Ro.

Forma general: redondeada.

Volumen, a travs de la potencia.

Granulometra.

Limpio, no residuos orgnicos, no partculas finas (arcilla)

Seguridad.

Cantera del Ro Maschn - Cajamarca

11/09/2011

11

Extraccin en Cantera de Cerro.

Forma general: Angular.

Calidad del material.

Seguridad y proteccin.

Forma escalonada.

Determinacin del volumen. (Varias tcnicas: Curvas a nivel, volumen de cono truncado, etc.)

Cantera de Cerro El Gaviln -Cajamarca

Minimizar la segregacin y la degradacin Prevenir la contaminacin Apilar en capas delgadas de espesor uniforme

y horizontales Terreno plano y nivelado con pendiente para el

escurrimiento del agua Sobre plantilla de concreto o una capa prdida

del agregado Evitar el trnsito de vehculos

Almacenamiento Almacenamiento y manejo

El mtodo ms econmico y aceptable deformacin de pilas de agregados es elmtodo de volteo con camin

Se recupera el agregado con cargador frontal

Almacenamiento y manejo Almacenamiento y manejo

11/09/2011

12

Almacenamiento y manejoAgregado de Concreto Reciclado