2.-agregados (mtu) 05102018.docx

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENERIA CIVIL

MONOGRAFÍA “AGREGADOS”

REQUISITO DE APROBACIÓN DE LA ASIGNATURA DE MÉTODOS DE TRABAJO UNIVERSITARIO

AUTOR (es) GUTIERREZ AVILA DENNIS MANUEL.

ASESOR)

: Dra. JUDITH ALEJANDRINA SOPLIN RIOS

SAN JUAN BAUTISTA – PERÚ Noviembre - 2018

“AGREGADOS”

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DEDICATORIA Dicho documento comprende la información necesaria para el desarrollo y comprensión de los agregados, todo esto es para el beneficio de la ingeniería en general, en lo que comprende diversidades de obras en la construcción cotidiana. Autor: Dennis.

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AGRADECIMIENTO A Dios. Por haberme permitido llegar hasta este punto y haberme dado salud para lograr mis objetivos, además de su infinita bondad. Agradezco a mis padres y hermanos, por haberme apoyado y por haber creído en mis sueños, para así poder llegar a la meta que tanto anhelo. A la profesora por sus valiosos conocimientos, su acertada dirección profesional y sobre todo por su apoyo incondicional que permitió el logro del presente trabajo.

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ÍNDICE:

Pág.

I.- CARATULA………………………………………………………………………i II.-TITULO……………………………………………………………………………ii III.-DEDICATORIA………………………………………………………………….iii IV.- AGRADECIMIENTO…………………………………………………………..iv V.-INDICE……………………………………………………………………………v Vi.-INTRODUCCION……………………………………………………………….viii CAPITULO I 1.- CONCEPTO DE AGREGADOS………………………………………………9 1.1.- AUTOR: Ing. BURGOS PAURO EDWIN GALVAN “UNIVERSIDAD NACIONALA DE INGENIERIA “…………………………………………..9 1.2.- Ing. RIVERA L. GERARDO A. “LIBRO CONCRETO SIMPLE”….9 1.3.- CAMPOS CISNEROS RONALD. WWW.monografias.com..........9 2.- CLASIFICACIÓN DE AGREGADOS………………………………………….9 2.1 Por su naturaleza………………………………………………………..9 2.1.1 ROCAS IGNEAS………………………………………………9 2.1.2 ROCAS SEDIMENTARIAS…………………………………..10 2.1.3 ROCAS METAMORFICAS…………………………………..10 2.2 Por su densidad…………………………………………………………10 2.3 Por su origen, forma y textura superficial……………………………11 2.4 Por su tamaño de agregado…………………………………………..11 2.4.1 Agregados áridos y arena…………………………………..11 2.4.2 Agregado fino………………………………………………...11 2.4.3 Agregado grueso…………………………………………….11 2.5 Agregados artificiales………………………………………………….11 3.- PROPIEDADES QUIMICAS DEL AGREGADO……………………………12 3.1 Propiedad epitaxia……………………………………………………..12

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3.2 Reacción álcali – Agregado………………………………………….12 4.-PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGREGADO………………………………12 4.1 Granulometría…………………………………………………………12 4.2 Densidad………………………………………………………………13 4.3 Absorción y humedad………………………………………………..13 4.4 Masa unitaria…………………………………………………………14 4.5 Resistencia……………………………………………………………14 5.- PROPIEDADES TÉRMICAS………………………………………………..14 6.- POROSIDAD DEL AGREGADO……………………………………………15 6.1 Importancia de la porosidad…………………………………………15 6.2 Influencia sobre las propiedades………………………………………………………15 6.3 Determinación de la porosidad…………………………………………………………15 7.-SUSTANCIAS PERJUDICIALES………………………………………………………………………….16 7.1 Suelo fino…………………………………………………………………………………………….16 7.2 Impurezas orgánicas……………………………………………………………………………16 7.3 Partículas deleznables…………………………………………………………………………17 7.4 Partículas livianas………………………………………………………………………………..17 7.5 Particular blandas………………………………………………………………………………..17 8.- BENEFICIOS DE AGREGADOS…………………………………………………………………………17 8.1 El tamizado………………………………………………………………………………………17 8.2 El lavado…………………………………………………………………………………………..18 8.3 la trituración…………………………………………………………………………………….18 8.4 La separación en medios pesados…………………………………………………….18 9.-MANEJO Y ALMACENAMIENTOS DE AGREGADOS………………………………………….18 VI.- CONCLUSION……………………………………………………………………………………………….19 VII.-RECOMENDACIÓN……………………………………………………………………………………….20

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VIII.-BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………………………..21 IX.-ANEXO…………………………………………………………………………………………………………..22 Anexo 1: Roca ígnea…………………………………………………………23 Anexo 2: Roca sedimentaria………………………………………………..23 Anexo 3: Roca metamórfica………………………………………………...24 Anexo 4: Tipos de tamices………………………………………………….24 Anexo 5: Ensayo de Impurezas orgánicas………………………………..25

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INTRODUCCION El presente trabajo que se ha realizado y que se describe a continuación, tiene por carácter dar a conocer los tipos de agregados áridos que existen para la construcción, así mismo por su clasificación, por su naturaleza, por su densidad, por su origen forma y textura, por el tamaño, también se da a conocer los agregados artificiales, tenemos las propiedades químicas dentro de estas propiedades la mayoría de los agregados son inertes, las propiedades físicas se clasifican según su granulometría, su densidad la cual están formados por masas de agregados vacíos. Todos los agregados tienen sustancias térmicas y perjudiciales para la construcción, así mismo para todo esto se hacen una serie de ensayos para determinar el grado de material orgánico y que sea confiable para el grado de limpieza del agregado, sin embargo, a todo esto, los agregados deben ser seleccionados y almacenados en lugares seguros que perjudican y eviten la contaminación de la misma.

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CAPITULO I: 1

CONCEPTO DE AGREGADO. 1.1 Ing. BURGOS PAURO EDWIN GALVAN (2012); son los elementos inertes del concreto que son aglomerados por la pasta de cemento para formar la estructura resistente. 1.2 Ing. RIVERA L. GERARDO A. (1992); Los agregados son llamado áridos o materiales inertes, de forma granular, natural o artificial, que aglomerados con el cemento en presencia del agua forman un todo compactado (piedra artificial), y esto es conocido como mortero o concreto. 1.3 CAMPOS CISNEROS RONALD (2002); es la mezcla de arena y piedra de granulometría variable es el conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados.

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CLASIFICACION DE AGREGADOS. Existen formas de clasificar los agregados: por su naturaleza, por su densidad, forma y textura, tamaño y agregados artificiales. 2.1. Por su naturaleza: Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los más usados de procedencia natural tales como depósitos fluviales (arena y gravas de los ríos), también son obtenidos de los glaciares (canto rodados) y de diversas canteras de rocas y piedras naturales. Estos agregados se pueden usar tal como se lo encuentre en la zona, y dependiendo de la variedad de tamaño que se puede usar, esto si ello lo requiere, dentro de estos podemos indicar: 2.1.1. ROCAS IGNEAS. - La mayor parte de nuestra corteza terrestre están formado, la cual son llamadas rocas originales, endógenas y magmáticas por ser procedente del magma, las rocas ígneas se representan según la

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velocidad de solidificación del magma y el lugar de la corteza terrestre donde se da esta conformación. (Anexo 1) 2.1.2. ROCAS SEDIMENTARIAS. - Está rocas son las más abundantes en nuestra corteza terrestre, el 75% está formado por rocas ígneas y otros sedimentarios. (Anexo 2) Estas rocas se originan por dos procesos, por descomposición y desintegración de las rocas que se mencionan, esto es un proceso de erosión, transporte y consolidado, también se da por precipitaciones o deposiciones químicas (carbonatos). Estos agentes arrastran los materiales para darles una forma y tamaño de características a los depósitos. 2.1.3 ROCAS METAMORFICAS. - Estos tipos provienen de las rocas ígneas, y estos experimentan modificaciones en solidos por las grandes presiones de los extractos, así como la temperatura que existen en su interior y las emanaciones de gases del magma, según su incidencia de estos factores las rocas metamórficas pueden ser: Metamorfismo de contacto: se origina por transformación iónica y porque presenta una fluidez que permite modificar sin fragmentar los cristales que se alargan y se adelgazan. Metamorfismo regional o dinámico: se ocupa grandes extensiones y presenta a gran profundidad en condiciones de alta presión de confinamiento.(Anexo 3) 2.2 Por su densidad. Por su densidad se clasifican por su peso específico normal entre 2,50 a 2,75, ligeros con peso especifico menores de 2,5, y los agregados pesados su peso especifico es de 2.75, ya sean agregados naturales o artificiales.

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2.3 Por su origen, forma y textura superficial. Por su naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geométrica así mismas están compuestos aleatoriamente por caras redondas y de angularidades, en términos descriptivos los agregados pueden ser:  Angular: En este existe poca evidencia de descastes en las caras y los bordes.  Sub angular: Existe evidencia de algo de desgaste en las caras y bordes.  Sub redondeada: El desgaste es considerable en caras y bordes.  Redondeada: Los bordes son casi eliminados por el desgaste.  Muy redondeada: Los bordes ni las caras se muestran por el desgaste. 2.4 Por su tamaño de agregado. Según tamaño los agregados se clasifican en agregados áridos y arena, agregados finos y agregados gruesos, a continuación, se describe lo siguiente: 2.4.1 Agregados áridos y arena: es el material que resulta de la desintegración natural de las rocas o también se puede obtener de la trituración de la misma, y el tamaño mínimo es 5 mm. 2.4.2 Agregado fino: resulta de la desintegración natural de y abrasión de las rocas o del procesamiento de conglomerados débilmente ligados, la partícula que estén dentro del tamiz N° 200, (Anexo 4) es comúnmente el que se lo denomina agregado fino. 2.4.3 Agregado grueso: la fracción de los agregados gruesos, son aquella partícula que son mayor o superior a 4,76 mm. (tamiz N° 4), es lo que normalmente se lo llama agregado grueso, denominados así con el nombre de grava su tamaño es de mayor o igual a 20 mm. y de la gravilla su tamaño máximo menor a 20 mm. 2.5 Agregado artificiales. Por lo general los agregados artificiales, se obtiene obtienen a partir de procesos industriales tales como, las arcillas expandidas, escorias de alto 11

horno, Clinker, limadura de hierro y otros, estos son de mayor o menor densidad de los agregados corriente. 3

PROPIEDADES QUIMICAS DEL AGREGADO. Las propiedades químicas tal como se expresó la definición de los agregados, la mayoría de los agregados son inertes, sin embrago desde hace algunos tiempos se observa reacciones entre agregados tales como epitaxia y reacciones álcali-agregado y se define lo siguiente: 3.1 Propiedad epitaxia: Mejora la adherencia entre ciertos agregados y la pasta de cemento, a medida que transcurrí el tiempo lo cual favorece las propiedades del concreto endurecido. 3.2 Reacción álcali-agregado: Es una reacción desfavorable porque origina un esfuerzo de tensión dentro del endurecimiento del concreto, dichos esfuerzos pueden causar fallas en el concreto, esta reacción es el tipo de solido liquido, esto produce un gel hinchable que aumenta el volumen a medida que absorbe agua, o cual este fenómeno origina una presión interna en el concreto que conduce a la expansión, como agrietamiento y rotura de la pasta de cemento, a esto se le conoce como reacción álcali-sílice.

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PROPIEDADES FISICAS DEL AGREGADO. Las propiedades físicas se clasifican en granulometría, su densidad, por su adsorción y humedad, su masa unitaria y su resistencia, y a continuación se define lo siguiente: 4.1 Granulometría: La granulometría bien hacer la distribución de los tamaños de las partículas que constituyen una masa de agregados, esto se determina mediante un análisis granulométrico que consisten en dividir una muestra representativa del agregado en fracciones iguales de la partícula, la medida de la cuantía de cada fracción de denomina granulometría. Este análisis consiste en hacer pasar al agregado en una serie de tamices que tiene aberturas cuadradas cuyas características deben ajustarse a la norma de NTC 32. 12

4.2 Densidad: Estas partículas están conformados por masas de agregados, vacíos que se comunican con la superficie llamados poros permeables o saturables y vacíos que no se comunican con la superficie, esto quiere decir que quedan dentro el interior del agregado llamado poros impermeables o no saturados, de acuerdo con lo anterior tenemos tres tipos de densidades a saber y son:  Densidad real: Masa promedio de la densidad de volumen de las partículas de los agregados, excluyendo sus poros permeables o saturados y los no saturados o permeables.  Densidad normal: Masa promedio de la densidad del volumen de las partículas del agregado, excluye únicamente los poros permeables o saturables.  Densidad aparente: Masa promedio de la densidad del volumen de las partículas del agregado, incluyen tantos poros permeables o saturados como poros impermeables o no saturados. De los tres tipos de densidad mencionadas, la densidad aparente es la que se emplea en el calculo de la mezcla, la densidad aparente del agregado fino se halla de acuerdo con la norma NTC 237, el ensayo consiste en tomar cierta cantidad de material en estado saturado y superficie seca S.S.S. 4.3 Absorción y humedad: La absorción es el porcentaje de gua necesaria para saturar los agregados con respecto a la masa de los materiales secos y la humedad. La estructura interna de estos agregados esta conformado por materia solida y por poros o huecos los cuales pueden contener agua o no, estas condiciones en que se pueden encontrar un agregado serán:  Seco: Ningún poro con agua.  Húmedo no saturado: Algunos poros permeables con agua.  Saturado y superficialmente seco (S, S, S): Todos los poros permeables llenos con agua y el material seco en la superficie. 13

 Húmedo sobresaturado: Todos los poros permeables contienen agua además este material contiene agua en la superficie (agua libre). De otra parte, el agregado fino gana volumen cuando este se encuentra húmedo, esto es conocido como hinchamiento o expansión del agregado fino. 4.4 Masa unitaria: La masa unitaria de un material es la masa necesaria para llenar un recipiente con volumen unitario, en la masa unitaria además del volumen de las partículas del agregado se tiene en cuenta los vacíos que hay entre las partículas, la masa unitaria se puede determinar compacta o suelta y se describe a continuación.  Masa Compacta: la masa compacta se emplea en algunos métodos de dosificación de mezcla.  Masa suelta: La masa suelta sirve para estimar la cantidad de agregados a comprar si esto se vende por volumen. 4.5 Resistencia: La resistencia de un agregado se usa con frecuencia como identificador general de la calidad de cada agregado, esta característica es esencial cuando va ser usado en un concreto sujeto a desgaste como en caso de pavimento rígidos, el método de prueba mas común es el ensayo en la máquina de los ángeles (norma NTC 93 y 98). La prueba consiste en colocar una muestra del material en la carga abrasiva dentro un tambor de acero y poner a girar la maquina de 30 a 33 rpm a un cierto numero de revoluciones, luego se retira el material de la máquina, se la lava sobre el tamiz numero 12 (1.68mm), el material retenido se pone a secar hasta masa constante se halla su masa, las especificaciones limita el porcentaje de desgaste a máximo un 40%. 5

PROPIEDADES TERMICAS. Las propiedades térmicas del agregado se clasifican en, coeficiente de expansión, calor especifico, conductividad térmica y difusividad y se describe a continuación:

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 Coeficiente de expansión: Cuantifica la capacidad de aumento de dimensiones de los agregados en función a la temperatura, esto depende mucho de la composición y estructura interna del agregado y varia significativamente entre los diversos tipos de agregados.  Calor especifico: Es la cantidad necesaria de calor para aumentar o incrementar un grado centígrado la temperatura, no varia muchos con los diversos tipos de agregados muy ligeros o porosos.  Conductividad térmica: Es la mayor o menor facilidad para conducir el calor, esta influencia por la porosidad siendo el rango de variación relativamente estrecha.  Difusividad: Representa la velocidad en que se pueden producir los cambios térmicos dentro la masa de un agregado, esto se expresa como el cociente de dividir la conductividad entre el producto del calor especifico por la densidad. 6

POROSIDAD DEL AGREGADO. La porosidad es el volumen de espacio dentro de las partículas de los agregados, además tienen una gran influencia en todos los agregados, por ser representativo en la estructura interna. 6.1 Importancia de la porosidad: La propiedad de los agregados tienen influencia sobre la estabilidad química, resistencia de abrasión, resistencias mecánicas, propiedades elásticas, gravedad específica. 6.2 Influencia sobre las propiedades: Es la velocidad de la reacción química en el concreto, así como su estabilidad química, están influenciadas por sus características de su porosidad, así como los agregados que tienen alto porcentaje de poros, especialmente estos son pequeños. La adherencia a la pasta a las partículas de agregados está determinada por las propiedades de la superficie de la misma, e incluyendo la rigurosidad y características de los poros de la zona superficial. 6.3 Determinación de la porosidad: Los actuales métodos de los laboratorios solo permiten medir la porosidad total del agregado mas no el tamaño, el perfil 15

y la continuidad de los poros, ellos nos permiten establecer una forma adecuada y una correlación entre la duración del concreto y la porosidad del agregado. 7

SUSTANCIAS PERJUDICIALES. Las sustancias perjudiciales que pueden estar presentes en los agregados son: los suelos finos (limo o arcilloso), impurezas orgánicas (material vegetal en composición), carbón de piedra, lignito y partículas livianas o blandas, la mayor parte de las especificaciones limitan las cantidades que permitidas de estas sustancias, la cual se describe: 7.1 Suelo fino: Los suelos finos son materiales que pasan los tamices N° 200, estos pueden estar presentes como polvo o pueden estar recibiendo las partículas del agregado, aun cuando delegan capas de limo o arcilla que cubran las partículas, esto puede causar un peligro con la adherencia de la pasta de cemento y las partículas del agregado, perjudicando así la resistencia y la durabilidad de la mezcla. 7.2 Impurezas orgánicas: La materia orgánica suele consistir en lo general por la descomposición de la materia vegetal (sobre todo acido tónico y sus derivados) esto se manifiesta en forma de humus o margas orgánicas. La materia orgánica puede intervenir en las reacciones químicas de hidratación, retrasa la fragua y el endurecimiento del concreto. La determinación del contenido de materia orgánica presente en el agregado fino se realiza de acuerdo a la norma de ICONTEC 127, este ensayo se realiza colocando una muestra de arena en un recipiente cilíndrico con una solución de hidróxido de sodio, de tal manera que la cantidad de arena sea aproximado a 130 cm3 y solución mas arena de agitada 200 cm3, se tapa el frasco y luego se agita vigorosamente dejando luego un reposo de 24 hora, acabó de este tiempo se verifica el color que ha tomado la solución de la muestra con un color patrón establecido previamente, si la muestra tiene un color más claro que el patrón, el agregado fino no presenta cantidades perjudícales de materia orgánica, pero la muestra presenta un color de tono 16

mas oscuro que el patrón puede ser que a arena tenga apreciables cantidades de materia orgánica (Anexo 5). 7.3 Partícula deleznables: Es el carbón de piedra o lignito, son terrones de arcilla u otras materias que se desmoronan fácilmente afectan la resistencia y durabilidad del concreto; si estas impurezas están cerca de la superficie pueden reventarse, desintegrándose o produciendo manchas. La cantidad de partículas deleznables o terrones de arcillas ellos agregados se determinan de acuerdo a la norma NTC 586 y la prueba consiste en colocar el material en un recipiente, luego se cubre con agua pura 24 horas, las partículas que pueden desmenuzarse con los dedos hasta reducirlas a material fino se considera partículas deleznables o terrones de arcilla. 7.4 Partículas livianas: las partículas livianas de los agregados que afectan en la durabilidad del concreto, así como la manejabilidad de la mezcla y pueden producir concreto de mala apariencia. 7.5 Partículas blandas: Las partículas blandas son perjudiciales porque afectan la resistencia y la durabilidad del mortero. Dentro el concreto puede producir reventones, si son quebradizas pueden romperse durante el mezclado y aumentar por tanto la demanda de agua para una misma manejabilidad, La cantidad de partículas blandas se determina mediante el ensayo de dureza al rayado. 8

BENEFICIOS DE AGREGADOS. El término "beneficio de agregados" se emplea para describir la mejora en la calidad de los agregados mediante la remoción de las sustancias perjudiciales. Algunos de los procesos que se usan son: tamizado, lavado, trituración y separación de medios pesados. 8.1 El tamizado; se emplea generalmente para eliminar partículas de tamaños indeseables ya sea muy grandes, muy pequeñas o intermedias; mediante el tamizado podemos producir la gradación deseada.

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8.2 El lavado; se hace para eliminar materia orgánica o suelo fino ya sea presente en polvo, adherido a los agregados o en forma de terrones. Por lavado también podemos eliminar exceso de arena muy fina. 8.3 La trituración; puede usarse para reducir la cantidad de partículas blandas presentes en el agregado o para disminuir de tamaño algunas partículas y hacerlas utilizables. 8.4 La separación en medios pesados; se emplea para eliminar sustancias perjudiciales cuya densidad es significativamente menor que la densidad del material de buena calidad. 9

MANEJO Y ALMACENAMIENTOS DE AGREGADOS. Los agregados deben manejarse y almacenarse de manera que sea mínima la segregación (separación del material en fracciones) y se evite la contaminación con sustancias perjudiciales. Para evitar la segregación y variaciones en la granulometría se deben almacenar por separado los agregados de acuerdo con su tamaño, así, por ejemplo: agregado de tamaño máximo 1 ½" en una parte, agregado de tamaño máximo 1" en otra y la arena en otra; si se tienen diferentes arenas también se deben separar.

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CONCLUSIONES. Según a las conclusiones a la que se llegó en el presente trabajo de investigación, se puede formular lo siguiente:  Para poder hacer uso de los agregados, estos deben de encontrarse limpios, libre de cantidades perjudiciales tales como el Limo y la materia orgánica.  El material a usarse deberá de estar graduado dentro de los límites establecidos en la N.T.P 400.037.  La porosidad del agregado disminuye la resistencia del mortero si este aumenta su permeabilidad.

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RECOMENDACIONES. Las recomendaciones que se da para los agregados a la que se llego en el presente trabajo de investigación, se puede formular las siguientes recomendaciones:  Que los agregados antes de ser usados dentro la mezcla se deben tener encuentre el grado de residuos orgánicos que este contenido en ellos.  También es recomendable saber el grado de porosidad que cuenta cada uno de los agregados, para así saber el grado de absorción y no tener problemas con los aglomerantes.  Se recomienda que los agregados antes de ser usados, se tenga muestra del laboratorio para determinar el grado de pureza entre ellos,  De preferencia si un agregado tiene demasía materia orgánica dentro sus partículas, se recomienda dar una previa lavada antes de su uso, para así poder tener una buena consistencia durante el proceso de su uso.

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BIBLIOGRAFIA. 

Ing. BURGOS PAURO EDWIN GALVAN (2012), En su tesis variación de modulo de finura del agregado fino en concreto de mediana a baja resistencia.

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CAMPOS CISNEROS RONALD (2002); www.monografias, [email protected]

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Ing. RIVERA LOPEZ GERARDO ANTONIO. (1992); Tecnología de concreto y mortero.

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ANEXO

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ANEXOS. Anexo 1: Roca ígnea.

Anexo 2: Roca sedimentaria.

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Anexo 3: Roca metamórfica.

Anexo 4: Tipos de tamices.

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Anexo 5: Ensayo de Impurezas orgánicas.

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