PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS PARA CONCRETO
GRANULOMETRIA: La granulo granulome metrí tría a es la distribución de los tamaños de las artículas de los agregados ! se determina or an"lisis an"lisis de de tamices #norma A$TM % &'()* El tamaño de artícula del agregado se determina or medio de tamices de malla de alambre con aberturas cuadradas* Los siete tamices est"ndar A$TM % '' ara agregado +ino tiene aberturas ,ue -arían desde la malla No* &.. #&/. micras) 0asta 1*/2 mm* La granulometría ! el tamaño m"3imo de agregado a+ectan las roorciones relati-as de los agregados así como los re,uisitos de agua ! cemento4 la traba5abilidad4 caacidad de bombeo4 economía4 orosidad4 contracción* GRANULOMETRIA 6E LO$ AGREGA6O$ 7INO$: 6een 6eende de del tio de traba5o traba5o44 de la ri,ue8a de la me8cla4 ! el tamaño m"3imo del agregado grueso* En me8clas m"s obres4 o cuando se emlean agregados gruesos de tamaño e,ueño4 la granulometría ,ue m"s se aro3ime al orcenta5e m"3imo ,ue asa or cada criba resulta lo m"s con-eniente ara lograr una buena traba5abilidad* En general4 si la relación agua 9 cemento se mantiene constante ! la relación de agregado +ino a grueso se elige correctamente4 se uede 0acer uso de un amlio rango de granulometría sin tener un e+ecto areciable en la resistencia* Entre m"s uni+orme sea la granulometría4 ma!or ser" la economía* El módulo de +ine8a es un índice de la +inura del agregado entre ma!or sea el modo de +ine8a4 m"s grueso ser" el agregado* GRANULOMETRIA 6E LO$ AGREGA6O$ GRUE$O$: El tamaño m"3imo del agregado grueso ,ue se utili8a en el concreto tiene su +undamento en la economía* %omnmente se necesita m"s agua ! cemento ara agregados de tamaño e,ueño ,ue ara tamaños ma!ores* ;or lo comn el tamaño m"3imo de las artículas de agregado no debe asar: &) Un ,uinto ,uinto #&todos de coma comacta ctació ción n del concre concreto4 to4 son tales tales ,ue se ued ueda a coloca colocarr sin la +orma +ormació ción n de -acíos -acíos o ?cangre5eras@* La asta cementicia debe recubrir todas las artículas de agregado ara lubricarlas cuando el concreto est" +resco ! ara unirlas cuando el concreto est" endurecido* ;or lo tanto4 cuanto ma!or sea la suer+icie de los agregados ma!or ser" la cantidad de asta necesaria #-er siguiente +igura)*
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$e -e ,ue el tamaño m"3imo debe ser el ma!or osible4 esto es el m"3imo comatible con la estructura*
MB6ULO 6E 7INECA %riterio Establecido en &12/ or 6u++ Abrams a artir de las granulometrías del material se uede intuir una +ine8a romedio del material utili8ando la siguiente e3resión:
%ONTENI6O 6E 7INO$ El contenido de +inos o ol-o no se re+iere al contenido de arena +ina ni a la cantidad de iedras de tamaño menor4 sino a la suciedad ,ue resentan los agregados #tamaños in+eriores a .4.D/ mm)* El contenido de +inos es imortante or dos asectos: A ma!or suciedad 0abr" ma!or demanda de agua4 !a ,ue aumenta la suer+icie a mo5ar ! or lo tanto tambi>n aumentar" el contenido de cemento si se ,uiere mantener constante la relación aguabil or donde se uede originar la rotura del concreto* Es di+ícil de areciar a simle -ista si las arenas tienen +inos4 ero se uede e-aluar cualitati-amente de las siguientes maneras:
Obser-ando los acoios #material en estudio)4 ueden notarse en su suer+icie costras duras originadas or el desecamiento de estos +inos* Faciendo una simle rueba4 colocando un oco de arena en un reciiente traslcido con agua4 agitar en>rgicamente ! de5ar reosar un ar de minutos* $i la arena est"
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sucia se di+erenciar" claramente en el +ondo del reciiente el deósito de arena ! sobre >ste4 el de material +ino* ;RO;IE6A6E$ 7$I%A$: a* 6ensidad 6eende de la gra-edad esecí+ica de sus constitu!entes sólidos como de la orosidad del material mismo* La densidad de los agregados es esecialmente imortante ara los casos en ,ue se busca diseñar concretos de ba5o o alto eso unitario* Las ba5as densidades indican tambi>n ,ue el material es oroso ! d>bil ! de alta absorción* b* ;orosidad La alabra orosidad -iene de oro ,ue signi+ica esacio no ocuado or materia sólida en la artícula de agregado es una de las m"s imortantes roiedades del agregado or su in+luencia en las otras roiedades de >ste4 uede in+luir en la estabilidad ,uímica4 resistencia a la abrasión4 resistencias mec"nicas4 roiedades el"sticas4 gra-edad esecí+ica4 absorción ! ermeabilidad* c* ;eso Unitario Es el resultado de di-idir el eso de las artículas entre el -olumen total inclu!endo los -acíos* Al incluir los esacios entre artículas in+lu!e la +orma de acomodo de estos* El rocedimiento ara su determinación se encuentra normali8ado en A$TM % 21 ! NT; =..*.&D* Es un -alor til sobre todo ara 0acer las trans+ormaciones de esos a -olmenes ! -ice-ersa* d* ;orcenta5e de Hacíos Es la medida de -olumen e3resado en orcenta5e de los esacios entre las artículas de agregados4 deende del acomodo de las artículas or lo ,ue su -alor es relati-o como en el caso del eso unitario* $e e-ala usando la siguiente e3resión recomendada or A$TM % 21
6ónde: $ ;eso esecí+ico de masa J 6ensidad del agua ;*U*%* ;eso Unitario %omactado seco del agregado e* Fumedad Es la cantidad de agua suer+icial retenida or la artícula4 su in+luencia est" en la ma!or o menor cantidad de agua necesaria en la me8cla se e3resa de la siguiente +orma:
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;RO;IE6A6E$ RE$I$TENTE$: a* Resistencia La resistencia del concreto no uede ser ma!or ,ue el de los agregadosK la te3tura la estructura ! comosición de las artículas del agregado in+lu!en sobre la resistencia* $i los granos de los agregados no est"n bien cementados unos a otros consecuentemente ser"n d>biles* La resistencia al c0ancado o comresión del agregado deber" ser tal ,ue ermita la resistencia total de la matri8 cementante* b* Tenacidad Esta característica est" asociada con la resistencia al imacto del material* Est" directamente relacionada con la +le3ión4 angularidad ! te3tura del material* c* 6ure8a $e de+ine como dure8a de un agregado a su resistencia a la erosión abrasión o en general al desgaste* La dure8a de las artículas deende de sus constitu!entes* Entre las rocas a emlear en concretos >stas deben ser resistentes a rocesos de abrasión o erosión ! ueden ser el cuar8o4 la cuarcita4 las rocas densas de origen -olc"nico ! las rocas silicosas* d* Módulo de elasticidad Es de+inido como el cambio de es+uer8os con resecto a la de+ormación el"stica4 consider"ndosele como una medida de la resistencia del material a las de+ormaciones* El t>rmino módulo el"stico es inusual en agregados4 sin embargo4 es de suma imortancia en el concreto or,ue de esta +orma e3erimentara de+ormaciones or lo ,ue es ra8onable considerar ,ue4 los agregados tambi>n deben tener elasticidades acordes al tio de concreto* El -alor del módulo de elasticidad adem"s in+lu!e en el escurrimiento l"stico ! las contracciones ,ue uedan resentarse*
;RO;IE6A6E$ TRMI%A$: a* %oe+iciente de e3ansión %uanti+ica la caacidad de aumento de dimensiones de los agregados en +unción de la temeratura4 deende muc0o de la comosición ! estructura interna de las rocas ! -aria signi+icati-amente entre los di-ersos tios de roca* Propiedades de los agregados
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En los agregados secos es alrededor de un &. ma!or ,ue en estado arcialmente saturado* Los -alores oscilan normalmente entre .*1 3 &. 9( a *1 3 &. 9( < %* b* %alor esecí+ico Es la cantidad de calor necesaria ara incrementar en un grado centígrado la temeratura* No -aría muc0o en los di-ersos tios de roca sal-o en el caso de agregados mu! ligeros ! orosos* c* %onducti-idad t>rmica Es la ma!or o menor +acilidad ara conducir el calor* Est" in+luenciada b"sicamente or la orosidad siendo su rango de -ariación relati-amente estrec0o* Los -alores usuales en los agregados son de &*& a 2*D PTU< ie*0r*7 d* 6i+usi-idad Reresenta la -elocidad con ,ue se ueden roducir cambios t>rmicos dentro de una masa* $e e3resa como el cociente de di-idir la conducti-idad entre el roducto de calor eseci+ico or la densidad* ;RO;IE6A6E$ QUMI%A$: a* Reacción lcali$ílice Los "lcalis en el cemento est"n constituidos or el B3ido de sodio ! de otasio ,uienes en condiciones de temeratura ! 0umedad ueden reaccionar con ciertos minerales4 roduciendo un gel e3ansi-o Normalmente ara ,ue se rodu8ca esta reacción es necesario contenidos de "lcalis del orden del .*( temeraturas ambientes de '.% ! 0umedades relati-as de . ! un tiemo de / años ara ,ue se e-idencie la reacción* E3isten ruebas de laboratorio ara e-aluar estas reacciones ,ue se encuentran de+inidas en A$TM %22D4 A$TM %214 A$TM %21/ ! ,ue ermiten obtener in+ormación ara cali+icar la reacti-idad del agregado* b* Reacción lcalicarbonatos $e roduce or reacción de los carbonatos resentes en los agregados generando sustancias e3ansi-as4 en el ;er no e3isten e-idencias de este tio de reacción* Los rocedimientos ara la e-aluación de esta característica se encuentran normali8ados en A$TM %/(* ;ORO$I6A6: Es el -olumen de esacios dentro de las artículas de agregado* Tiene una gran in+luencia en todas las dem"s roiedades de los agregados4 or ser reresentati-a de la estructura interna de las artículas* No 0a! un m>todo est"ndar A$TM ara e-aluarla4 sin embargo e3isten -arias +ormas de determinación or lo general comle5as ! cu!a -alide8 es relati-a* Una manera indirecta de estimarla es mediante la determinación de la absorción4 ,ue da un orden de magnitud de la orosidad normalmente un &. menor ,ue la real4 !a ,ue como 0emos indicado en el "rra+o anterior4 nunca llegan a saturarse comletamente todos los oros de las artículas* Propiedades de los agregados
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Los -alores usuales en agregados usuales ueden oscilar entre . a &/ 4 aun,ue or lo general el rango comn es del & al /* En agregados ligeros4 se ueden tener orosidades del orden del &/ al /.* Normalmente4 el concreto es una me8cla de cuatro ingredientes b"sicos: arena4 gra-a4 cemento4 ! agua* En el roceso de me8cla4 una cierta cantidad de aire se me8cla en el concreto* El agua ! el aire toman esacio dentro del concreto an desu>s ,ue el concreto es derramado en el lugar ! durante las rimeras etaas de la +ragua* %uando el concreto es traba5ado en su lugar ! comien8a a +raguarse o endurecerse4 los ingredientes m"s esados tienden a asentarse en el +ondo mientras los ingredientes m"s li-ianos +lotan arriba* $iendo el agua el m"s li-iano de los cuatro ingredientes b"sicos4 +lota 0acia arriba donde se e-aora o se e3rime or los lados o el +ondo* $egn se e3rime4 se mue-e en todas direcciones* El agua4 al ocuar esacio4 de5a millones de 0uecos entrecru8ados en todas direcciones* Importancia de la porosidad :
La orosidad del agregado in+lu!e sobre: la estabilidad ,uímica4 resistencia a la abrasión4 resistencias mec"nicas4 roiedades el"sticas4 gra-edad esecí+ica4 absorción ! ermeabilidad de las artículas4 siendo todas estas roiedades menores con+orme aumenta la orosidad del agregado* Igualmente4 las características de los oros determinan la caacidad ! -elocidad de absorción4 la +acilidad de drena5e4 el "rea suer+icial interna de las artículas4 ! la orción de su -olumen de masa ocuado or materia sólida* In+luencia sobre las roiedades: La -elocidad de la reacción ,uímica de los agregados en el concreto4 así como su estabilidad ,uímica4 est"n in+luenciadas or las características de su orosidad* Los agregados ,ue tienen alto orcenta5e de oros4 esecialmente si estos son e,ueños4 tienen una ma!or suer+icie esecí+ica suscetible de ata,ues ,uímicos ,ue los agregados en los ,ue 0a! una menor suer+icie de oros o estos son de gran tamaño* Las características t>rmicas del agregado est"n in+luenciadas or la orosidad* %ambios imortantes en el coe+iciente de e3ansión4 la di+usibidad ! la conducti-idad del agregado ueden ocurrir or modi+icaciones del contenido de 0umedad del mismo* En la actualidad se considera ,ue las características de los oros robablemente in+lu!en en las roiedades t>rmicas del agregado seco* La ad0erencia de la asta a las artículas de los agregados est" determinada or algunas roiedades de la suer+icie del mismo4 incluidas la rugosidad ! características de los oros de la 8ona suer+icial4 ,ue ueden a+ectar la te3tura suer+icial ! bondad de la ad0erencia de la asta* Los actuales m>todos de laboratorio solo ermiten medir la orosidad total del agregado m"s no el tamaño4 er+il ! continuidad de los oros* Esto nos ermite establecer una +orma adecuada4 una correlación entre la duración del concreto ! la orosidad del agregado*
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