Agregados I

arena + piedra

aire + agua + aditivo + cemento

25% a 40%

60% a 75%

agregados + pasta (cemento + agua)

= piedra artificial




inertes




aportan (las fracciones más finas se activan hidraúlicamente, como las escorias de alto horno de las siderúrgicas, materiales de origen volcánico con presencia de sílice activo, etc.)

agregados


nocivos (con compuestos sulfurados, con partículas pulverulentas más finas, las pizarras que presentan descomposición latente)

Escoria de alto horno ASTM C 989 • Grado 80: Baja actividad • Grado 100: Moderada actividad • Grado 120: Alta actividad

Agregados • • •

es un material inerte ingresa como material de relleno Único criterio: relleno económico

Es un material de construcción unido a un todo cohesivo por medio de la pasta de cemento sin ser completamente inerte donde sus propiedades físicas y químicas influyen en el comportamiento del concreto • • •

Proporcionar un relleno económico Proveer una masa de partículas aptas para resistir la acción de cargas Reducir los cambios de volumen

Funciones de los agregados • Proporcionar un relleno económico • Proveer una masa de partículas aptas para resistir la acción de cargas • Reducir los cambios de volumen

Agregados Un agregado cuyas propiedades son óptimas en su totalidad siempre dará un buen concreto, lo contrario no siempre es válido, por lo que se debe aplicar el criterio del comportamiento en el concreto. Se ha observado que ciertos agregados aparentemente inadecuados no causan ningún problema cuando se utilizan para hacer concreto. A.M. Neville

Agregados

Origen

Proceso naturales

Trituración mecánica

Proceso naturales

Trituración mecánica

fenómenos geológicos internos

solidificarse consolidarse magma

rocas ígneas

fenómenos geológicos externos

meteorización rocas sedimentarias

Ciclo Geológico de las rocas

acción de procesos de presión y temperatura

rocas metamórficas

Rocas Igneas Son rocas formadas por el enfriamiento y solidificación de materia rocosa fundida, conocida como magma Llamadas rocas originales, por que de ella se derivan las otras rocas. La mayor parte de la corteza terrestre está formada por la estas rocas. Clasificación de las rocas ígneas según la velocidad de consolidación y localización Denominación

Velocidad de solidificación

Localización

Intrusivas, plutónicas o abisales

Lenta

Consolidadas a gran profundidad

Filoníanas o hipoabisales

Media

Consolidadas a profundidad media

Rápida

Consolidadas cerca o sobre la superficie (por erupción volcánica)

Extrusivas, efusivas o volcánicas

Rocas Igneas Están compuestas casi en su totalidad por minerales silicatos, también suelen clasificarse según su contenido de sílice, siendo las principales categorías son ácidas (granito) o básicas, (basalto).

Sus principales usos en ingeniería civil son: -

Para construir muros de contención. Como piedra chancada para los agregados. Para pisos ornamentales. Para construir diques o rompeolas. Como agregado grueso.

Rocas Igneas Granito. Es una roca ígnea con formación y textura cristalina visibles, son muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos.

Rocas Igneas Diorita Se emplean como material de construcción, especialmente como agregados. Riolita Generalmente los han usado como roca de enchapes y adoquinados, y en la fabricación de varios tipos de aislantes Granodiorita Empleo principal como agregados para la construcción. Sienita Se emplea especialmente como roca ornamental.

Rocas Igneas Gabros Se emplea como componente de la piedra chancada, y enrocados.

Acceso directo a basalto2.lnk

Rocas Sedimentarias Constituídas por fragmentos o granos que provienen de rocas ígneas, metamórficas u otras rocas sedimentarias, provocadas y depositadas por la acción del agua y, en menor medida, del viento o del hielo glaciar. Por su proceso de formación se pueden originar de 2 maneras: - Por descomposición y desintegración de las rocas señaladas sufriendo un proceso de erosión, transporte, depositación y consolidación. - Por precipitación o depositación química (carbonatos). Clasificación de rocas sedimentarias según el agente geológico externo Agente

Transporte

Depósito

Agua

Río . Lago Mar

Depósitos aluviales de canto rodado, gravas, arcilla, limo, etc. Depósitos lacustres en estratos horizontales Depósitos marinos que dependen de vientos y mareas

Hielo

Glaciar

Mezcla de toda clase de materiales y tamaños pos su sistema de formación.

Aire

Viento

Dunas o barjanes (arena) Limo

Rocas Sedimentarias Clasificación de los depósitos de rocas sedimentarias Depósito Tamaño de las inconsolidado partículas (mm) Cantos

256 - 64

Gravas

64 - 5

Arenas

5 - 0.074

Limos Arcillas

Depósito Conglomerado muy grueso Conglomerado Arenisca

0.074 - 0.002 Limolitos < 0.002

Arcillolitas, lulitas o argilitas (según compactación)

Rocas Sedimentarias

Rocas Sedimentarias Caolines. Proviene del chino kaolín, es un tipo de arcilla pura, blanda y blanca con plasticidad variable pero generalmente baja, que retiene su color blanco durante la cocción. Calcita Mineral compuesto principalmente por carbonato de calcio (CaCO3). Después del cuarzo, es el mineral más abundante de todos los minerales de la tierra. Es un elemento importante en la fabricación del cemento. Brechas Es una roca de grano grueso formada a partir de fragmentos mayores de 2mm insertados en una malla de un material más fino. Por lo general no es recomendable para hacer muros de contención, pero sí para acabados y revestimientos de edificios Travertino Se utiliza como roca ornamental, para la obtención del CaO, etc.

Rocas Sedimentarias Arenisca Especialmente de granos finos, cuando tienen como cementante el peróxido de fierro, la roca es casi indestructible. La arenisca de cuarzo mas o menos puro se emplea como materia prima para el vidrio.

Rocas Sedimentarias Lutita Se utiliza como materia prima para la fabricación de ladrillos, cerámica, etc.. Caliza Tienen diversas aplicaciones. Se utiliza en la fabricación del cemento, en la fabricación del CaO, en la siderúrgica como fúndete, como material de construcción en camino, etc.

Rocas Sedimentarias

Rocas Metamórficas Provienen de las rocas ígneas y sedimentarias, las cuales experimentan modificaciones en sólidos originadas por 3 factores: - Grandes presiones que sufren los estratos profundos - Temperaturas elevadas que hay en el interior - Emanaciones de los gases del magma Según la incidencia de cada uno de estos factores se pueden tener 2 clases de metamorfismo: - Metamorfismo de contacto.- debido a la intrusión del magma y al calor aportado por éste, la formación de la roca es originada por transformación iónica y porque se presenta una fluidez que permite modificar sin fragmentar los cristales que se alargan y adelgazan. - Metamorfismo regional o dinámico.- generalmente ocupa grandes extensiones y se presenta a gran profundidad en condiciones de altas presiones de confinamiento, combinadas con reacciones químicas que originan una reagrupación molecular para conformar una roca más densa en su estructura.

Rocas Metamórficas Mármol Es una variedad cristalina y compacta de caliza metamórfica, que puede pulirse hasta obtener un gran brillo y se emplea sobre todo en la construcción y como material escultórico.

Agregados definiciones de acuerdo a las normas...

Agregado: es un conjunto de partículas, de origen natural o artificial, que pueden ser tratadas o elaboradas y cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados por la norma.

ACI 318-05

ASTM C-33

NTP 400.037

REQUISITO GRANULOMETRICO SEGÚN NORMA ASTM C-33

Granulometría global Teoría de Weymouth teoría acerca de la partícula de interferencia en los requerimientos de agua y trabajabilidad (1933)

d3 d2

d2

d3 > d2

d1 d1

d2 d3

d1 d2

d1 > d2 d3

adecuada trabajabilidad Ley de gradación ----> con una máxima economía

TAMICES ESTANDAR (ASTM C-136) DENOMINACION

ABERTURA EN

ABERTURA EN

DEL TAMIZ

PULGADAS

MILIMETROS

3”

3

75

1 1/2”

1,5

37,5

3/4”

0,75

19

3/8”

0,375

9,5

No 4

0,187

4,75

No 8

0,0937

2,36

No 16

0,0469

1,18

No 30

0,0234

0,59

No 50

0,0117

0,295

No 100

0,0059

0,1475

No 200

0,0029

0,0737

EQUIPOS PARA ANALISIS GRANULOMETRICOS DE AGREGADOS

2” Malla de 2”

200 huecos

1”

1” Malla N°200

Agregados Clasificación Por su tamaño: Agregados grueso 3/8” Nº4

3/8”

Agregados fino

Nº4

Nº100 Nº200

Requisitos Granulométricos

Límites granulométricos para agregados fino

Tamiz Standard

Límites Totales % acumulativo pasante

3/8”

100

#4

95 a 100

#8

80 a 100

# 16

50 a 85

# 30

25 a 60

# 50

10 a 30

# 100

2 a 10

Porcentajes que pasan en peso, para cada malla estandar HUSO N°

Tamaño nominal en pulgadas

4"

3 1/2 "

3"

2 1/2 "

2"

1 1/2 "

1"

3/4 "

1/2 "

3/8 "

N° 4

N° 8

N° 16

100 mm 90 mm 75 mm 63 mm 50 mm 37.5 mm 25 mm 19 mm 12.5 mm 9.5 mm 4.75 mm 2.36 mm 1.18 mm 1

3 1/2 " a 1 1/2 "

100

90-100

2

2 1/2 " a 1 1/2 "

3

2 " a 1"

100

90-100

357

2 " a N°4

100

90-100

4

1 1/2 " a 3/4 "

100

90-100

467

1 1/2 " a N°4

100

95-100

5

1 " a 1/2 "

100

90-100 20-55

56

1 " a 3/8 "

100

90-100 40-85 Oct-40

57

1 " a N°4

100

95-100

6

3/4 " a 3/8 "

100

90-100

67

3/4 " a N°4

100

90-100

7

1/2 " a N°4

8

3/8 " a N°8

100

25-60

0-15

0-5

90-100 35-70

0-15

0-5

35-70

0-15

0-5

35-70

Oct-30

20-55

0-5

0-15

0-5

35-70

Oct-30 0-10

0-5 0-15

25-60

100

20-55

90-100 100

0-5

0-5 0-10

0-5

0-15

0-5

20-55

0-10

0-5

40-70

0-15

0-5

85-100 Oct-30

0-10

0-5

Agregados (husos) Huso

TM

57

1 1/2”

67 89

TMN Tpredominante

Norma

1”

3/4”

ASTM C33

1”

3/4”

1/2”

ASTM C33

1/2”

3/8”

N°4

ASTM C33

100 90 80

% acumulado que pasa

70 60 50 40 30 20

Huso granulométrico

10 0 0.01

0.10

1.00 abertura (m m )

10.00

100.00

GRANULOMETRIA AGREGADO GRUESO

GRANULOMETRIA AGREGADO FINO

Fecha:

Cantera:

Peso específico seco:

2.54

Fecha:

gr/cm 3.

Cantera:

Huso:

Peso específico seco:

2.693

gr/cm 3.

67 ASTM C-33

Tam iz aberturadiám etroPeso retenido % retenido % acum ulado %retenido / % acum ulado % pasa cada malla

Tam iz abertura diám etro Peso retenido % retenido % acumulado %retenido / % acum ulado % pasa cada malla N°

mm

3/8" No 4 No 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100 N° 200

9.51 4.77 2.39 1.18 0.59 0.30 0.15 0.07

cm

1.11 0.71 0.36 0.18 0.09 0.04 0.02 0.01 total :

Módulo de fineza :

en cada m alla cada m alla

0.00 11.40 76.90 175.00 277.00 262.60

0.00 1.18 7.95 18.09 28.63 27.14 11.33 5.68

109.60 55.00 967.5 gr.

retenido

0.00 1.18 9.13 27.21 55.84 82.99 94.32 100.00

diám etro

0.00 1.65 22.33 101.62 321.69 609.94 509.13 510.99 2077.34

que p asa

máximo

100.00 98.82 90.87 72.79 44.16 17.01

100.00 95.00

5.68 0.00

2.00

80.00 50.00 25.00 10.00

mínimo 100.00 si cumple 100.00 si cumple 100.00 si cumple 85.00 si cumple 60.00 si cumple 30.00 si cumple 10.00 si cumple

2.707 2.3 <2.707< 3.2

N°

** ** ** ** ** ** ** ** ** **

mm

3" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" No 4 No 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100 N° 200

76.20 50.80 38.10 25.40 19.05 12.70 9.53 4.77 2.39 1.18 0.59 0.30 0.15 0.07

** (mallas standard)

Ok ! !

cm

en cada m alla cada m alla

6.35 4.76 3.18 2.22 39.90 1.59 2253.13 1.11 2644.77 0.71 266.70 0.36 197.13 0.18 64.87 0.09 24.33 0.04 12.97 0.02 8.70 0.01 12.63 total : 5525.13 gr.

Módulo de fineza :

Superficie específica: 49.07cm2/gr

0.72 40.78 47.87 4.83 3.57 1.17 0.44 0.23 0.16 0.23

retenido

diám etro

0.72 41.50 89.37 94.20 97.76 98.94 99.38 99.61 99.77 100.00

0.32 25.68 43.09 6.76 10.02 6.60 4.95 5.27 7.08 20.55 130.32

que p as a

100.00 100.00 100.00 100.00 99.28 58.50 10.63 5.80 2.24 1.06 0.62 0.39

máximo

mínimo

100.00

100.00 si cumple

100.00

100.00 si cumple

100.00

100.00 si cumple

100.00

100.00 si cumple

90.00

100.00 si cumple

50.00

75.00 si cumple

20.00

55.00 no cumple 10.00 si cumple 5.00 si cumple no cumple no cumple no cumple no cumple

0.23

6.798 6.9 <6.7976< 7.5

Tamaño máximo : Tamaño máximo nominal :

100

HUSO 67

**da to s a ingre s a r: pe s o re te nido en c a da m a lla

ASTM C-33

**dato s a ingre s a r: pe s o re te nido en c a da m a lla

1" 3/4"

No está dentro del l í mi te ! !

corresponde a la malla más pequeña por la que pasa el 100% corresponde a la malla más pequeña que produce el 1er.retenido

90 Superficie específica:

2.9cm2/gr

80 100 90

60 80

Límites ASTM C-33 50

70

40

% acumulado que pasa

% acumulado que pasa

70

Agreg.fino

30 20

60 50 40 30

10 20

0 0.01

0.10

1.00 abertura (m m)

10.00

10 0 0.01

0.10

1.00 abe rtura (m m )

10.00

100.00

Huso 4

Huso 5

Huso 67

Agregados definiciones de acuerdo a las normas... AGREGADO FINO (ASTM C-33) Deberá consistir de arena natural, arena manufacturada, o una combinación de ellas. Debe ser gradado entre los siguientes límites: Malla (Especificación E 11) Porcentaje pasante 9.5 mm (3/8") 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 µm (No 30) 25 a 60 300 µm (No 50) 5 a 30 150 µm (No 100) 0 a 10 El concreto con gradación de agregado fino cercano al porcentaje pasante de la malla 300 µm (No 50) y 150 µm (No 100) a veces tiene dificultades con la trabajabilidad, bombeo o excesivo sangrado. El módulo de fineza no debe ser menor de 2.3 ni mayor de 3.1. Para los envíos continuos de una fuente de agregado fino, el módulo de fineza no variará en más de 0.20 del módulo de fineza base.

Agregados definiciones de acuerdo a las normas... AGREGADO FINO (NTP 400.037) Aquel proveniente de la desagregación natural o artificial, que pasa el tamiz normalizado 9.5 mm (3/8") y que cumple con los límites establecidos en la presente norma. Arena: es el agregado fino proveniente de la desagregación natural de las rocas. El análisis granulométrico es el mismo que el de la norma ASTM C-33 Notas: Se permitirá el uso de agregados que no cumplan con las gradaciones especificadas, siempre y cuando existan estudios calificados a satisfaciión de las partes, que aseguren que el material producirá hormigón (concreto) de la calidad requerida. El hormigón (concreto) con agregado fino cercano a los mínimos porcentajes de las mallas 300 m (No 50)y 150 m (No 100), pueden tener dificultades con la trabajabilidad, bombeado o excesiva exudación, lo que puede regularse con adiciones finas (filleres) o aditivos incorporadores de aire. El módulo de fineza recomendable es de 2.3 a 3.1.

Agregados definiciones de acuerdo a las normas... AGREGADO GRUESO ASTM C-33 El agregado grueso debe consistir de grava, grava chancada, piedra chancada, escoria, o concreto de cemento hidráulico chancado, o una combinación de ellos, conforme a los requerimientos de la especificación. NTP 400.037 Es el agregado retenido en el tamiz normalizado 4.75 mm (No 4) proveniente de la desagrergación natural o artificial de la roca, y que cumple con los límites establecidos en la norma. Grava: es el agregado grueso, proveniente de la desagregación natural de materiales pétreos, encontrándosele corrientemente depositado en forma natural en canteras y lechos de río. Piedra triturada o chancada: se denomina así, al agrergado grueso obtenido por trituración artificial de rocas o gravas.

Agregados definiciones de acuerdo a las normas... De acuerdo al ACI 318-05 El TMN del agregado grueso no debe ser superior a: (a) 1/5 de la menor separación entre los lados del encofrado (b) 1/3 de la altura de la losa (c) 3/4 del espaciamiento mínimo entre barras o alambres o paquetes de barras, cables individuales, paquetes de cables o ductos

Estas limitaciones se pueden omitir si a juicio del Ingeniero constructor, la trabajabilidad y los métodos de compactación son tales que el concreto se puede colocar son la formación de cangrejeras o vacíos.

Agregados Clasificación Por su origen: Agregados Naturales

Agregados Artificiales

Partículas que son el resultado de un proceso de obtención o transformación natural (p.e. intemperismo o la abrasión). También se consideran materiales fragmentados por trituración mecánica y tamizado de rocas.

Partículas que provienen del resultado de un proceso de transformación industrial de un elemento natural, o como un subproducto de un proceso industrial (arcillas de alto horno). Normalmente se emplean para producir concretos de baja o alta densidad.

Canteras de Agregados en Lima 1) Cono Norte : Trapiche, Los Olivos -> Limpias, lejanas, poca producción

2)Cono Sur : Lurín, Tocto --> Contaminadas, cloruros, sulfatos, finos 3) Centro :La Molina,Manchay,Jicamarca, La Gloria --> Finos, gradación natural deficiente si no se procesan.

Agregados Clasificación Por su peso: Agregados pesados

Naturales: la hematita, la magnetita, la limonita, la baritina, etc. Artificiales: trozos de hierro, bolas de metal, virutas de acero, limaduras de hierro, etc.

Agregados de peso normal

Naturales: arenas y canto rodados de río o de cantera, piedra chancada, etc. Artificiales: escorias de alto horno, clinker triturado, ladrillo partido, etc.

Agregados livianos

Naturales: escoria volcánica y la piedra pomez, etc. Artificiales: clinker de altos hornos, las arcillas, pizarras, la perlita, la vermiculita, etc.

Agregados Clasificación Por su perfil: redondeado irregular laminado angular

Especialmente partículas trabajadas por el agua o completamente perfiladas por desgaste o frotamiento Gravas naturalmente irregulares o parcialmente perfiladas por desgaste y que tienen caras redondeadas (cantera de aluvión)

Espesor pequeño con relación a las otras 2 dimensiones

Agregados con ángulos bien definidos y está formados por la intersección de caras rugosas.

semiangular o semiredondeado elongado laminado y elongado

Comprende aquellas partículas algunos de cuyos ángulos están formados por la intersección de caras rugosas y otras que son redondeadas o tienden a serlo

Comprende aquellas partículas, generalmente angulares, en las cuales la longitud es considerablemente mayor que las otras dos dimensiones. Comprenden aquellas partículas que tienen la longitud considerablemente mayor que el ancho, y este considerablemente mayor que el espesor.

Agregados Clasificación Por su textura superficial: vitrea suave granular rugosa cristalina alveolar

aquellas partículas de agregados en los cuales se presenta fractura conchoidal, tales como el pedernal negro o la escoria vitrea. aquellas partículas de agregados en los cuales la textura ha sido suavizada por la acción del agua, tales como la grava o el mármol. aquellas partículas de agregados que muestran en la zona de fractura granos redondeados mas o menos uniformes, tales como las areniscas aquellas provenientes de rocas fracturadas de grano fino y medio, las cuales contienen elementos cristalinos no fácilmente visibles tales como el basalto, la felsita y la caliza. aquellas partículas de agregado que presentan constituyentes cristalinos fácilmente visibles, tales como el granito, el gabro, el gneiss. aquellas partículas de agregados que presentan poros y cavidades visibles, tales como el ladrillo, la piedra pómez y el clinker

Agregados Clasificación Por su formación petrográfica: Grupo Basalto andesitas, basalto, diabasa, porfidita básica, dolerita, epidiorita, lamprófico, cuarzo dolerita, espilita

Grupo Granito Granito, granodiorita, cuarzo, dirita, gneiss, granulita, pegmatica, sienita.

Grupo Hornfelsa

Grupo Porfido

Incluye rocas de toda clase alteradas por contacto, con excepcion del marmol

Aplita, dacita, felsita, riolita, granofiro, queratofiro, microgranito, porfido, cuarzo, porfidita, riolita, traquita.

Grupo pedernal

Grupo Gabro

Pedernal y horsteno.

Diorita basica, gabro, serpentina, peridotita, gneiss basico, hornablenda.

Grupo Arenisca Grupo caliza

Conglomerado, areniscas, arcosa, brecha, cacajo, tufa.

Dolomita, caliza, marmol.

Grupo Cuarzita

Grupo esquisto

Arenisca cuarzitica, cuarzita recristalina, ganister

Esquisto, paizarra, filita.

workability

w/c = 0.50 Ømax= 20 mm

47

55 75

25

45

rounded irregular

aggregates

53

cement angular

Coarse Fine 1 round irreg. 2 irreg. irreg. 3 angul. Irreg.

workability

• Forma y textura superficial del agregado afectan la trabajabilidad del concreto. • La forma puede ser “redondeada“, “irregular“ y “angular“. • Si se tiene la misma trabajabilidad, la relación agregado/cemento decrece de la forma “redondeada” a la “angular”. • La forma de la partícula en el agregado fino afecta más la trabajabilidad que el agregado grueso.

65

55

52

35

45

48

2

3

1

Agregados Módulo de fineza.Factor empírico que permite estimar que tan fino o grueso es un material. Se calcula sumando los porcentajes retenidos acumulados de los tamices de la serie estándar que cumplen con la relación 1:2 desde el tamiz N°100 en adelante, hasta el máximo tamaño que se encuentre, dividido por 100. En términos generales, un mismo valor de módulo de fineza puede representar infinitas curvas granulométricas.

Agregados TM TMN

2”

1.5”

1”

3/4”

1/2”

En la práctica, lo que indica el TMN es el tamaño promedio de partículas más grandes que hay dentro de la masa del agregado. El TM solo indica el tamaño de la partícula más grande que hay en la masa.