UNIDAD02._AGREGADOS

UNIDAD 2: AGREGADOS

Tecnologa de los materiales en la construccin III Ciclo Ingeniera Civil y Ambiental

2013-II

Ing. Salvador Sobrecases MarI

UNIVERSIDAD CATLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO Ingeniera Civil y Ambiental

NDICE

1. INTRODUCCIN

2. PROPIEDADES QUMICAS

4. PROPIEDADES MECNICAS

5. PARTCULAS PERJUDICIALES

3. PROPIEDADES FSICAS

Ingeniera Civil y Ambiental

6. AGREGADOS EN INGENIERA

7. ENSAYOS

1. INTRODUCCIN Ingeniera Civil y Ambiental

qFactor determinante en: La economa La durabilidad La estabilidad en las obras civiles

qOcupan un volumen muy importante. En el concreto hidrulico un 65% a 85% en el concreto asflAco es del 92% al 96% en los pavimentos del 75% al 90%


DEFINICIONES BSICAS qAgregado o rido: conjunto de materiales de composicin mineral, naturales o arAciales, generalmente inertes, usados en la construccin de obras civiles.

qAgregado grueso o grava: material retenido en el tamiz No. 4, con un tamao entre 7.6 cm y 4.76 mm.

qAgregado no o arena: material pasante de la malla No. 4 y retenido en la malla No. 200, con tamaos entre 4.76 mm 0.074 mm.

qFinos: son parOculas pasantes del tamiz No. 200 con tamaos entre 0.074 mm y 0.002 mm.


ORIGEN DE LOS AGREGADOS NATURALES qLos agregados naturales provienen de las rocas.

qSe obAenen por un proceso de fragmentacin natural: Intemperismo Abrasin mediante un proceso Ssico mecnico hecho por el

hombre qConservan las propiedades Ssicas: Densidad Porosidad Textura Resistencia al intemperismo Composicin mineralgica de la roca madre.


OBTENCIN Y CLASIFICACIN DE LOS AGREGADOS NATURALES Bancos de material Depsitos de rocas que aoran en la supercie terrestre Extraccin y clasicacin del material que arrastran los ros.


OBTENCIN Y CLASIFICACIN DE LOS AGREGADOS NATURALES Eleccin de los bancos de material qBancos de material: lugares donde aora la roca.

qLa ubicacin se debe apoyar en:

CartograSa de la zona. FotograSas areas en pares estereoscpicos. Mapas y cortes geolgicos. Datos y resultados de trabajos geotcnicos o geoSsicos realizados en la

zona o sus alrededores.


OBTENCIN Y CLASIFICACIN DE LOS AGREGADOS NATURALES

Eleccin de los bancos de material Al elegir un banco de material se debe considerar: Profundidad, espesor y extensin que lo hagan rentable. Clase de material requerido de acuerdo al elemento estructural que se va a construir. Facilidad de acceso al lugar. Distancia de acarreo hasta el siAo de la obra. Derechos de propiedad de la zona donde se encuentra la cantera. Costos de explotacin.


CLASIFICACIN SEGN SU PROCEDENCIA Agregados naturales qProvienen de la explotacin de canteras o son producto del arrastre de los ros.

qEl material de ro al sufrir los efectos de arrastre adquiere una textura lisa y una forma redondeada

qEl material de cantera por el proceso de explotacin Aene supercie rugosa y forma angulosa.


CLASIFICACIN SEGN SU PROCEDENCIA Agregados ar\ciales qSe obAenen a parAr de productos y procesos industriales Escorias de altos hornos Limaduras de hierro Etc.

qPara algunos Apos de concreto de baja resistencia se uAlizan algunos residuos orgnicos como cascarilla de arroz, de palma, caf, etc., mezclados con los agregados naturales para abaratar los costos del concreto y del mortero.


CLASIFICACIN SEGN SU TAMAO


CLASIFICACIN SEGN SU DENSIDAD qLigeros: densidad entre 480-1040 kg/m3 (piedra pmez).

qNormal: entre 1300 y 1600 kg/m3, (material de ro).

2. PROPIEDADES QUMICAS Ingeniera Civil y Ambiental

PROPIEDADES QUMICAS

qLos agregados conservan la composicin mineralgica de la roca que les dio origen.

qSin embargo Se produce una reaccin qumica de algunos agregados con el cemento cuando se emplean dichos agregados en concretos.

REACCIN ALCALI-AGREGADO


PROPIEDADES QUMICAS

Reaccin Alcali-Agregado Alcali: xidos, hidrxidos y carbonatos de los metales alcalinos. Algunos agregados reaccionan con los lcalis del cemento. Agregados silicios: los xidos de silicio reaccionan con los hidrxidos alcalinos del cemento, producindose un gel que aumenta de volumen a medida que absorbe agua, con lo que origina presiones internas en el concreto con la consiguiente expansin, agrietamiento y ruptura de la pasta de cemento. Esta reaccin se conoce como Alcali-slice. Agregados carbonatados: producen una reaccin similar llamada Alcali-carbonato, pero es menos frecuente que la Alcali-slice.

2. PROPIEDADES QUMICAS


PROPIEDADES FSICAS

Granulometra Clasicacin de las parOculas por tamao. Curvas granulomtricas

Una curva tendida indica un material bien gradado, con una gradacin densa o cerrada, es decir, los espacios entre parOculas son mnimos, no existe ni exceso ni defecto de un tamao determinado. Una curva casi verAcal indica un material mal gradado, en el que predominan solo unos pocos tamaos y corresponde a una gradacin abierta donde aumentan los espacios vacos.



PROPIEDADES FSICAS

Granulometra Clasicacin de las parOculas por tamao. Curvas granulomtricas



PROPIEDADES FSICAS

Parmetros que se ob\enen en un anlisis granulomtrico Tamao mximo La menor abertura del tamiz que permite el paso de la totalidad de la muestra. Indica la dimensin de la parOcula ms grande que hay en la muestra.

Tamao mximo nominal La abertura del tamiz inmediatamente superior a aquel cuyo porcentaje retenido acumulado es del 15% o ms. Indica el tamao promedio de parOculas mas grandes que hay dentro de una masa de agregado.



PROPIEDADES FSICAS

Parmetros que se ob\enen en un anlisis granulomtrico Tamao mximo La menor abertura del tamiz que permite el paso de la totalidad de la muestra. Indica la dimensin de la parOcula ms grande que hay en la muestra.

Tamao mximo nominal La abertura del tamiz inmediatamente superior a aqul cuyo porcentaje retenido acumulado es del 15% o ms. Indica el tamao promedio de parOculas mas grandes que hay dentro de una masa de agregado.

Se aplican exclusivamente al agregado grueso.



PROPIEDADES FSICAS

Parmetros que se ob\enen en un anlisis granulomtrico Mdulo de nura Permite esAmar el grosor o nura de un material.

Se dene como la centsima parte del nmero obtenido al sumar los porcentajes retenidos acumulados en los siguientes tamices: No. 100, 50, 30, 16, 8, 4 3/8", 3/4", 1 1/2 y los tamices siguientes cuya relacin de abertura sea de 1 a 2. Se emplea para el agregado no y segn este mdulo las arenas se clasican en: Arenas nas: Mdulo de nura entre 0.5-1.5 Arenas medias: Mdulo de nura entre 1.5-2.5 Arenas gruesas: Mdulo de nura entre 2.5 - 3.5



PROPIEDADES FSICAS

Parmetros que se ob\enen en un anlisis granulomtrico Mdulo de nura Permite esAmar el grosor o nura de un material.

Se dene como la centsima parte del nmero obtenido al sumar los porcentajes retenidos acumulados en los siguientes tamices: No. 100, 50, 30, 16, 8, 4 3/8", 3/4", 1 1/2 y los tamices siguientes cuya relacin de abertura sea de 1 a 2. Cuando la arena est mezclada con grava se obAenen mdulos de nura mayores: Arenas nas: Mdulo de nura entre 2.2 - 2.6 Arenas medias: Mdulo de nura entre 2.6-2.9 Arenas gruesas: Mdulo de nura entre >2.9



PROPIEDADES FSICAS

Parmetros que se ob\enen en un anlisis granulomtrico Porcentaje de nos Se dene como el % que pasa el tamiz No. 200 (0.074 m.m.).



PROPIEDADES FSICAS

Forma de las parIculas del agregado Redondez Se aplica a la forma del lo. Angular: la parOcula Aene aristas bien denidas. Redondeado: las aristas estn gastadas por la erosin o el rozamiento del agua. Esfericidad Es funcin de la relacin entre rea supercial y volumen. Esta relacin es menor en parOculas esfricas y mayor en parOculas planas y alargadas.



PROPIEDADES FSICAS

Forma de las parIculas del agregado Redondez Se aplica a la forma del lo. Angular: la parOcula Aene aristas bien denidas. Redondeado: las aristas estn gastadas por la erosin o el rozamiento

del agua. Esfericidad Esfricas Cbicas Tetradricas Laminares Alargadas.



PROPIEDADES FSICAS

Forma de las parIculas del agregado ParOcula alargada Es aquella cuya relacin entre longitud y anchura es mayor de 1.5 es decir: L/b > 1.5 L = longitud de la parOcula, b = ancho de la parOcula.



PROPIEDADES FSICAS

Forma de las parIculas del agregado ParOcula plana Es aquella cuya relacin entre el espesor y el ancho es menor de 0.5, es decir: d/b < 0.5 d = espesor de la parOcula, b = ancho de la parOcula.



PROPIEDADES FSICAS

Forma de las parIculas del agregado Textura Se deriva indirectamente de la roca madre y es responsable de la adherencia del agregado y de la uidez de las mezclas de concreto. Liso o pulido: material de ro spero: material triturado. Esta textura est relacionada con la dureza, forma, tamao y estructura de la roca original.



PROPIEDADES FSICAS

Forma de las parIculas del agregado Densidad qEsta propiedad depende directamente de la roca que dio origen al agregado.

qLa densidad se dene como la relacin de peso a volumen de una masa determinada.



PROPIEDADES FSICAS

Forma de las parIculas del agregado Porosidad y absorcin qCualidad muy importante directamente relacionada con la adherencia y resistencia a la compresin y exin de las parOculas.

qRige su comportamiento frente a problemas de congelamiento, deshielo e intemperismo.



PROPIEDADES FSICAS

Forma de las parIculas del agregado Expansin y abultamiento qAumento de volumen por la presin del agua entre las parOculas de arena cuando sta se encuentra con agua libre.

qSi el agua libre aumenta de un 5 a un 8%, el abultamiento puede llegar hasta un 20 30%.

qExpansin mxima de un 40% para arenas nas y hasta un 20% para arenas gruesas.

qSi la arena est inundada no existe hinchamiento.

qAspecto importante a tener en cuenta en el almacenamiento de arenas.



PROPIEDADES MECNICAS

Resistencia qLa resistencia del concreto est ligada a la resistencia de los ridos que lo componen.




Resistencia qLa resistencia de la roca madre se comunica al agregado.

qEspecial cuidado al hecho de que los procesos de explotacin y triturado pueden disminuirla.

qEl mdulo de elasAcidad del concreto, depende del mdulo de elasAcidad del agregado.




Tenacidad qResistencia que ofrece el agregado al impacto.

qTiene mucho que ver con el manejo de los agregados: si stos son dbiles al impacto pueden alterar su granulometra y por consiguiente la calidad de la obra.

Adherencia qLa resistencia y durabilidad de los concretos depende en gran parte del poder de agluAnamiento del agregado con el material cementante.

qLa adherencia del agregado depende de la forma, textura y tamao de las parOculas.




Dureza Resistencia que ofrece el agregado a la accin del roce y al desgaste diario.



PRESENCIA DE PARTCULAS PERJUDICIALES

Contenido de arcilla y material con dimetro inferior a 0.074 mm qLos limos, arcillas y polvos procedentes de la trituracin de las rocas son perjudiciales si se encuentran en un alto porcentaje.

qAl ser tamaos menores que los granos del cemento, se encuentran recubriendo los agregados ms gruesos impidiendo una buena adherencia entre stos y la pasta de cemento.

qAlgunos Apos de arcilla, al entrar en contacto con el agua producen fenmenos de expansin o encogimiento, que generan presiones internas que pueden agrietar la estructura.



PRESENCIA DE PARTCULAS PERJUDICIALES

Contenido en materia orgnica qCuando la presencia de humus es alta se impide total o parcialmente el fraguado del cemento.

qLa presencia de otras parOculas como terrones de arcilla, carbn, madera, lignito, mica, pueden disminuir la resistencia del concreto.



AGREGADOS EN INGENIERA

Pavimentos qDe mejor calidad a medida que se acerca a la supercie los esfuerzos producidos por los vehculos son altos en la capa de rodadura y disminuyen con la profundidad.




Pavimentos


Pavimento exible



Pavimentos


Pavimento rgido


ENSAYOS qGranulometra

qEquivalente de arena

qDensidad de parOculas y absorcin de agua

qAzul de meAleno

qCoeciente de forma

qCaras de fractura

qndice de lajas

7. ENSAYOS


ENSAYOS Granulometra Este ensayo Aene por objeto determinar la granulometra de los ridos de hasta 90 mm mediante su divisin y separacin con una serie de tamices en fracciones granulomtricas de tamao decreciente. Equivalente de arena Este ensayo muestra un mtodo para determinar el equivalente de arena de la fraccin granulomtrica 0/2mm de los ridos nos y de la mezcla total de los ridos. Se fundamenta en liberar de la muestra de ensayo los posibles recubrimientos de arcilla adheridos a las parOculas de arena mediante la adicin de una solucin coagulante que favorece la suspensin de las parOculas nas sobre la arena, determinando su contenido respecto de las parOculas de mayor tamao.

7. ENSAYOS


ENSAYOS Azul de me\leno Este ensayo Aene por objeto determinar el valor de azul de meAleno de la fraccin granulomtrica 0/2 mm de los ridos nos o de la mezcla total de los ridos. Se fundamenta en la adicin de pequeas dosis de disolucin de azul de meAleno a una suspensin de la muestra de ensayo en agua, comprobando la absorcin de colorante por parte de la muestra y realizando una prueba de coloracin sobre papel de ltro. Coeciente de forma Este ensayo Aene por objeto calcular el coeciente de forma de los ridos gruesos. Consiste en clasicar las parOculas de una muestra de rido segn la relacin entre sus dimensiones mxima y mnima, empleando un pie de rey si es necesario.

7. ENSAYOS


ENSAYOS Caras de fractura Este ensayo especica un mtodo para determinar el porcentaje de parOculas con caras de fractura en una muestra de rido grueso natural. El ensayo consiste en la separacin manual de parOculas de una muestra de ensayo de ridos gruesos en los siguientes grupos: ParOculas trituradas, incluidas las totalmente trituradas. ParOculas redondeadas, incluidas las totalmente redondeadas.

7. ENSAYOS


ENSAYOS ndice de lajas Este ensayo Aene por objeto calcular el ndice de lajas a parAr de dos operaciones de tamizado; en primer lugar se divide la muestra en fracciones granulomtricas di/Di. Despus cada una de las fracciones granulomtricas di/Di se criba empleando tamices de barras paralelas y separadas D/2.

7. ENSAYOS

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