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

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 Agregados ígneos Para fabricar concreto   30/09/2009 

BUAP           Facultad de Ingeniería            Maestría en Ingeniería en construcción JJoosséé  VViiccttoorr  MMeenneesseess  CCaammppooss 

 

 

Puebla, México 

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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) 

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 (2) 

 

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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.  

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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). 

 

 

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

 

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 

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) 

 

 (5) 

 

 

 

 

 

 

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ROCAS  PLUTÓNICAS 

 

 

 

ROCAS  VOLCÁNICAS 

 

 

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 (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). 

 

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

 

 

 

 

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

 

 

 

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Granodiorita:  Se usa como agregado para la construcción.  

 

 

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

 

 

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

 

 

 

 

 

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Basalto 

 

 

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Andesita 

 

 

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Obsidiana 

 

 

 

 

 

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Pegmatita 

 

 

 

Peridotita 

 

 

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Pumice 

 

 

 

Pumita 

 

 

 

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Escoria 

 

 

Welded tuff 

 

 

 

 

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Dacita 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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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). 

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Extracción de núcleos o corazones de concreto para su análisis petrográfico 

http://www.matcoinc.com/files/Concrete1fixed.jpg 

 

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http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.mineralopticslab.com/CementPhotosMOL%2520051.jpg&imgrefurl=http://www.mineralopticslab.com/ConcretePetrography.htm&usg=__CS8GXiPv7YegqBBJKHlvAPjRZoc=&h=1944&w=2592&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 

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

 

 

 

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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 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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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 

 

 

 

 

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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&tbnw=135&prev=/images%3Fq%3Dconcrete%2Bpetrography%26hl%3Des%26rlz%3D1C1DVCA_enMX321MX340%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=__CS8GXiPv7YegqBBJKHlvAPjRZoc=&h=1944&w=2592&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%3D1