Agregados ígneos Para El Concreto

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  Agregados ígneos  Para fabricar concreto      30/09/2009 

BUAP           Facultad de Ingeniería            Maestría en Ingeniería en construcción  José Victor Meneses Campos     

Puebla, México 

AGREGADOS ÍGNEOS PARA FABRICAR CONCRETO 

  AGREGADOS DEL CONCRETO HIDRÁULICO 

 

 

  En las mezclas de concreto hidráulico convencional, los agregados suelen representar entre 60 y  75 por ciento, aproximadamente, del volumen absoluto de todos los componentes; de ahí la notable  influencia  que  las  características  y  propiedades  de  los  agregados  pétreos  ejercen  en  el  concreto  endurecido (1).    Las  rocas  son  materiales  solidificados  de  la  superficie  terrestre,  compuesto  de  uno  o  varios  minerales y también de sustancias amorfas no cristalinas, que forman masas de notables dimensiones  y  geológicamente  independientes.  Todas  las  rocas  están  sometidas  a  un  ciclo  petrogenético  más  o  menos completo. (2)   

 (3) 

 (2)   

 (3)     

CLASIFICACION DE LOS AGREGADOS DE PESO NORMAL 

 

 

  Los  agregados  de  peso  normal  comúnmente  proceden  de  la  desintegración,  por  causas  naturales  o medios artificiales,  de  rocas  con  peso  especifico  entre  2.4  y  2.8,  aproximadamente  (los  agregados  de  peso  normal  se  deben  atender  a  los  requisitos  de  la  ASTM  C  33  o  AASHTO  M  6/M80,  NMX‐C‐111 (4) ); de manera que al utilizarlos se obtienen concretos con peso volumétrico, en estado  fresco, en el intervalo aproximado de 2200 a 2550 kg./m3.     Existen  diversas  características  en  los  agregados,  cuyas  diferencias  permiten  clasificarlos  e  identificarlos. Las principales características que sirven a tal fin, se indican a continuación (1).    POR EL ORIGEN DE LAS ROCAS 

    Una primera razón para establecer diferencia entre los agregados, se refiere al distinto origen  de las rocas que los constituyen. La definición del origen y la composición de las rocas es un asunto útil  y  necesario,  porque  permite  inferir  ciertos  aspectos  relacionados  con  el  comportamiento  de  las  mismas al ser utilizadas como agregados en el concreto.    Por su génesis geológica, las rocas se dividen en ígneas, sedimentarias y metamórficas, las que a  su  vez  se  subdividen  y  clasifican  en  diversos  tipos  de  acuerdo  con  sus  características  textuales  y  mineralógicas.    Las rocas ígneas, o endógenas,  proceden  de  la  solidificación  por  enfriamiento  de  la  materia  fundida (magma) y pueden dividirse en dos grupos: las rocas intrusivas, o plutónicas, que provienen del  enfriamiento lento que ocurre inmediatamente abajo de la superficie terrestre.    Las extrusivas, o volcánicas,  que  se  producen  por  el  enfriamiento  rápido  del  material  que  es  expulsado en las erupciones volcánicas (derrames lávicos y eventos piroclásticos).     Las rocas ígneas se clasifican por su textura, estructura y composición mineralógica y química, de igual modo que las otras clases de rocas (1).    Las  rocas  ígneas,  compuestas  casi  en  su  totalidad  por  minerales  silicatos,  suelen  clasificarse  según  su  contenido  de  sílice  (lo  cual  genera  reacción  álcali‐agregado).  Las  principales  categorías  son  ácidas  o  básicas,  siendo  el  granito  y  la  riolita  ejemplos  del  primer  grupo,  y  el  gabro  y  el  basalto  del  segundo. (2)    Por  lo  general,  las  rocas  ígneas  se  componen  de  ortosa,  plagioclasas,  hornblenda,  anfiboles,  micas, etc.  Sus principales usos en ingeniería civil son: 1. Para construir muros de contención.   2. Para pisos ornamentales.  

3. Para construir diques o rompeolas.   4. Como agregado grueso. (2)    Para  definir  el  origen  geológico  y  la  composición  mineralógica de  las  rocas  que  integran  los  agregados, y para hacer una estimación preliminar de su calidad fisico‐química, se acostumbra realizar  el  examen  petrográfico  (ASTM  C  295)  aplicando  una nomenclatura normalizada  como  la  ASTM  C  294(41).  Con  base  en  ésta,  se  formaron  las  tablas  que  más  adelante  se  muestran;  en  la  primera  se  incluye una relación de los principales minerales que de ordinario se hallan presentes en las rocas que  son  fuente  de  agregados  de  peso  normal,  y  en  la  segunda  se  hace  un  resumen  de  la  composición  mineralógica  y  otras  características  comunes  de  dichas  rocas.  De  estos  cinco  tipos  de  depósitos  de  rocas  fragmentadas,  los  depósitos  glaciales  son  prácticamente  inexistentes  en  México  porque  su  situación  geográfica  no  es  propicia  para  la  existencia  de  glaciares  salvo  en  las  laderas  de  ciertos  volcanes cuyas cumbres tienen nieve perpetua. Refiriéndose a los cuatro tipos de depósitos restantes,  las  condiciones  locales  de  existencia  y utilidad como  agregados  para  concreto  son  en  términos  generales como enseguida se resume (1).   

    CARACTERÍSTICAS Y ENSAYOS DE LOS AGREGADOS 

   

El procesamiento del agregado consiste en:  1. Procesamiento básico.  2. Trituración, tamizado y lavado (4).   

 

Los agregados gruesos para fabricar mezclas de concreto deben cumplir con las siguientes normas:    9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

ASTM C 131 (AASHTO T 96)  ASTM C 535  ASTM C 779  ASTM C 666 (AASHTO T 161)  ASTM C 682  ASTM C 88 (AASHTO T 104)  ASTM C 295  ASTM D 3398  ASTM C 117 (AASHTO T 11)  ASTM C 136 (AASHTO T 27)  ASTM C 1137  ASTM C 1252  ASTM C 29 (AASHTO T 19)  ASTM C 127 (AASHTO T 85)  ASTM C 128 (AASHTO T84)  ASTM C 70  ASTM C 127  ASTM C 566 (AASHTO T 255)  ASTM C 39 (AASHTO T 22)  ASTM C 78  ASTM C 125  ASTM C 294  ASTM C 40 (AASHTO T 21)  ASTM C 87 (AASHTO T 71)  ASTM C 117 (AASHTO T 11)  ASTM C 123 (AASHTO T 113)  ASTM C 142 (AASHTO T 112)  ASTM C 295  ASTM C 227   

 (5)             

ASTM C 289  ASTM C 295  ASTM C 342  ASTM C 586  ASTM C 1260 (AASHTO T 303)  ASTM C 1293  AASHTO T 103  NMX‐C‐196  NMX‐C‐205  NMX‐C‐075‐1997‐ONNCCE  NMX‐C‐265  NMX‐C‐084  NMX‐C‐077  NMX‐C‐073  NMX‐C‐164  NMX‐C‐165  NMX‐C‐166  NMX‐C‐083‐1997‐ONNCCE  NMX‐C‐191   NMX‐C‐305  NMX‐C‐088‐1997‐ONNCCE  NMX‐C‐07  NMX‐C‐084  NMX‐C‐072‐1997‐ONNCCE  NMX‐C‐071  NMX‐C‐265  NMX‐C‐180  NMX‐C‐282  NMX‐C‐298 (4) 

ROCAS PLUTÓNICAS 

 

    ROCAS VOLCÁNICAS 

 

 

 

 (6)    PRINCIPALES   ROCAS   IGNEAS  

  Granito.  Es  una  roca  ígnea  con  formación  y  textura  cristalina  visible.  Es  una  piedra  importante  en  la  construcción; las mejores clases son muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos (2). 

 

      Diorita: Las dioritas se utilizan como material de construcción, especialmente como agregados.   

     

Riolita:  Las riolitas generalmente los han usado como roca de enchapes y adoquinados, y en la  fabricación de varios tipos de aislantes. (2)   

 

 

    Granodiorita:  Se usa como agregado para la construcción.    

 

    Sienita: Las sienitas se utilizan al igual que el granito especialmente como roca ornamental.   

 

    Gabros: Se usa como componente de la piedra chancada, y enrocados. (2)   

       

  Basalto 

 

 

    Andesita   

 

    Obsidiana   

       

  Pegmatita   

    Peridotita   

 

Pumice   

    Pumita   

   

Escoria   

  Welded tuff   

     

    Dacita   

                               

REACCIÓN ÁLCALI AGREGADO     

 

REACCIÓN ÁLCALI‐SÍLICE  

    Un  factor  de  riesgo  para  que  se  produzca  esta  reacción  es  el  empleo  de  agregados  que  contengan rocas y minerales reactivos con los álcalis.    La  combinación  del  cemento  con  el  agua  genera  un  medio  altamente  alcalino  donde  las  partículas  de  agregado  se  encuentran  inmersas.  En  estas  condiciones,  algunos  agregados  reaccionan  químicamente con el medio de contacto, dando lugar a la formación de un gel que, al absorber agua,  se  expande  y  crea  presiones  capaces  de  desintegrar  el  concreto.  Estas  reacciones  químicas,  denominadas genéricamente álcali‐agregado, han sido causa del deterioro prematuro de importantes  estructuras de concreto (7). 

  La reacción álcali‐sílice, que es un tipo de reacción álcali‐agregado, inicia cuando los hidróxidos  alcalinos (NaOH, KOH) presentes en el fluido de poro del concreto atacan la superficie de los minerales  silicios  en  el  agregado,  formando  un  gel  y  ocasionando  una  alteración  de  la  superficie  del  agregado,  conocida  como  borde  de  reacción.  El  gel  resultante  tiene  una  gran  afinidad  con  el  agua  y,  consecuentemente,  una  tendencia  a  incrementar  su  volumen.  El  gel  expandido  ejerce  una  presión  interna que es suficiente para fracturar el concreto.4 A estos factores se suma un tercero, representado  por  la  humedad,  que  más  bien  funge  como  un  agente  catalizador  de  la  reacción.  También  hay  que  tomar en cuenta las proporciones en que se hallan los elementos participantes (7). 

  Extracción de núcleos o corazones de concreto para su análisis petrográfico  http://www.matcoinc.com/files/Concrete1fixed.jpg 

 

 

  http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.mineralopticslab.com/CementPhotosMOL%2520051.jpg&imgref url=http://www.mineralopticslab.com/ConcretePetrography.htm&usg=__CS8GXiPv7YegqBBJKHlvAPjRZoc=&h=1944&w=25 92&sz=1128&hl=es&start=24&um=1&tbnid=yFwYcTeqdmCQ5M:&tbnh=113&tbnw=150&prev=/images%3Fq%3Dconcrete %2Bpetrography%26ndsp%3D18%26hl%3Des%26rlz%3D1C1DVCA_enMX321MX340%26sa%3DN%26start%3D18%26um%3 D1 

  http://www.analyticalconsultinggroup.com/images/cp.jpg 

 

 

 

  http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.understanding‐ cement.com/images/asr1a.jpg&imgrefurl=http://www.understanding‐cement.com/alkali‐ silica.html&usg=___Mc1zPKt6koZYHP2‐ CMEvuiYphs=&h=403&w=600&sz=89&hl=es&start=18&um=1&tbnid=rYkSn6pKHP8IoM:&tbnh=91&tbnw=135&prev= /images%3Fq%3Dconcrete%2Bpetrography%26hl%3Des%26rlz%3D1C1DVCA_enMX321MX340%26sa%3DG%26um% 3D1 

                             

    Un  geólogo  podría  categorizar  al  concreto  como  un  conglomerado  pétreo,  y  diría  que  su  naturaleza no es muy diferente al de las piedras naturales, como algunas encontradas cerca del  lecho del río Truckee en Nevada.       

  http://geology.about.com/od/rocks/ig/artificialrocks/concrete_reno.htm         

TRABAJOS CITADOS    1. Curso taller de concreto. Monografias.com. [Online] Marzo 2000.  http://www.monografias.com/trabajos4/concreto/concreto.shtml.  2. slideshare. [Online] 2007. http://www.slideshare.net/alhex/agregados‐del‐hormigon.  3. Igneous rocks. [Online] 2001.  http://msnucleus.org/membership/html/jh/earth/igneous/jhigneous.pdf.  4. Kosmatka, et al. Diseño y Control de Mezclas de Concreto. México : Portland Cement Association  PCA, 2004. ISBN 0‐89312‐233‐5.  5. Chan Yam, José Luis, Solís Carcaño, Rómel and Moreno, Eric Iván. Influencia de los agregados  pétreos en las características del concreto. ingenieria.uady.mx. [Online] 2003.  http://www.ingenieria.uady.mx/revista/volumen7/influencia.pdf.  6. Pavements ‐ Petrográfico métodos de examen concreto endurecido. U.S. Departament of  Transportation ‐ Federal Highway Administration. [Online]  http://translate.google.com.mx/translate?hl=es&sl=en&u=http://www.fhwa.dot.gov/pavement/pccp/ pubs/04150/appendd.cfm&ei=YDDASuH9O8rQ8QaY5aS5AQ&sa=X&oi=translate&resnum=9&ct=result &prev=/search%3Fq%3Dconcrete%2Brock%2Bigneous%26hl%3Des%26rlz%3D1C1DVCA_enMX3.  http://geology.about.com/od/rocks/ig/artificialrocks/concrete_reno.htm  http://web.usal.es/~epavila/webrocas/rplut.html#R0  http://web.usal.es/~epavila/webrocas/rvolc.html#R0  http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.understanding‐ cement.com/images/asr1a.jpg&imgrefurl=http://www.understanding‐cement.com/alkali‐ silica.html&usg=___Mc1zPKt6koZYHP2‐ CMEvuiYphs=&h=403&w=600&sz=89&hl=es&start=18&um=1&tbnid=rYkSn6pKHP8IoM:&tbnh=91&tbn w=135&prev=/images%3Fq%3Dconcrete%2Bpetrography%26hl%3Des%26rlz%3D1C1DVCA_enMX321 MX340%26sa%3DG%26um%3D1  http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.mineralopticslab.com/CementPhotosMOL% 2520051.jpg&imgrefurl=http://www.mineralopticslab.com/ConcretePetrography.htm&usg=__CS8GXiP v7YegqBBJKHlvAPjRZoc=&h=1944&w=2592&sz=1128&hl=es&start=24&um=1&tbnid=yFwYcTeqdmCQ5 M:&tbnh=113&tbnw=150&prev=/images%3Fq%3Dconcrete%2Bpetrography%26ndsp%3D18%26hl%3 Des%26rlz%3D1C1DVCA_enMX321MX340%26sa%3DN%26start%3D18%26um%3D1 

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