Existen tres categorías generales de sustancias nocivas que pueden encontrarse en el agregado: 1. impurezas que interferen los procesos de hidratación del cemento: 2. coberturas que impiden el desarrollo de una buena adherencia entre el agregado y la pasta de cemento !. algunas par"culas individuales que son d#biles y de$ectuosas por sí mismas. %us e$ectos per&udiciales son dis'ntos de aquellos debidos al desarrollo de reacciones químicas entre el agregado y la pasta de cemento . (os agregados naturales pueden ser sufcientemente $uertes y resistentes al desgaste y aun así no resultar adecuados para la elaboración de concreto si con'enen impurezas org)nicas que interferan el proceso de hidratación. (a materia org)nica consiste en productos de descomposición de material vegetal* en $orma de humus o marga org)nica +que interferen el proceso de hidratación,* que suele estar presente en la arena m)s que en el agregado grueso y que es removible $)cilmente con un lavado. (os e$ectos de la materia org)nica pueden comprobarse mediante la prueba colorim#trica de la norma -%/ 0 345. (os )cidos de la muestra se neutralizan con una solución de 6a78 al ! 9. (as can'dades prescritas del agregado y de la solución se colocan en una botella. (a mezcla se agita vigorosamente hasta lograr el contacto ín'mo necesario para la reacción química y des pu#s se de&a reposar durante 2 horas el contenido org)nico puede observarse por el color de la solución: a mayor contenido org)nico* el color ser) m)s oscuro. %i el color del líquido de la muestra no es m)s oscuro que el amarillo especifcado como regular* se supondr) que la mues3 tra no con'ene sino una peque;a can'dad ino$ensiva ino$ensiva de impurezas org)nicas. org)nicas. %i* por el contra ri7< el color es m)s oscuro que el que marca la norma* el agregado tendr) un alto contenido
/-E=>- 7=?-6>0%i el agregado 'ene materia org)nica ella podría >nter$erir en la hidratación del cemento y en el desarrollo de resistencia del concreto. (a materia org)nica es m)s $recuente en el agregado fno y puede eliminarse mediante lavado adecuado %> el agregado fno 'ene alto contenido de materia org)nica hay disminución importante en la resistencia >nicial del concreto* pudiendo el e$ecto desaparecer a los 2@ días si la acción de la materia org)nica sobre la resistencia es sólo temporal. Es conveniente comprobar* por ensayos de resistencia en morteros preparados con el agregado en estado natural y lavado* el e$ecto potencial de la materia org)nica sobre Aa resistencia. @.B /-E=>- 7=?-6>0El agregado no deber) >ndicar presencia de materia org)nica. 6o deber) emplearse agregados agregados que en el ensayo de la 6orma -%/ 0 ó 6C .1! den una coloración mayor del 6C 1* excepto si. (a coloración en el ensayo se debe a la presencia de muy peque;as can'dades de carbón lignito o par"culas similares* ó =ealizado el ensayo a que se refere la 6orma -%/ 0 @4* la resistencia a la compresión a los 4 días* de morteros preparados con dicho agregado* no es menor del 5BD de la de morteros similares preparados con otra porción de la misma muestra de agregado previamente lavada con una solución al !D de hidróxido de sodio de acuerdo a los requisitos de la 6orma 6C 1! ó -%/ 0 !!.
ASTM C40 Método de ensayo. Determinación de las impurezas orgánicas en los agregados finos para concreto. hps:FFlosslessGac.netFpopF42B3belinda3carlisle3the3very3best3o$321B3Gac3image3cue.html
Este método de ensayo describe el procedimiento p ara una determinación aproximada de la presencia de compuestos orgánicos perjudiciales en arenas naturales que deben emplearse en hormigones o morteros de cemento. El principal valor del ensayo es el de proporcionar una indicación de que son necesarios ensayos adicionales antes de que la arena pueda emplearse. Desarrollar el ensayo de impurezas orgánicas, interpretar sus resultados y la toma de acción en base a dicho resultado. En los agregados inos naturales a veces se presentan impurezas orgánicas, las cuales menoscaban la hidratación del cemento y el desarrollo consecuente de la resistencia del concreto. !ormalmente esas impurezas se evitan por medio del despejado adecuado del depósito, para eliminar por completo la tierra vegetal, y un enérgico lavado en la arena. "a detección del alto contenido orgánico en la arena se lleva a cabo con acilidad por medio de la prueba colorimétrica con hidróxido de sodio, que detalla la norma #$%& ' (). #lgunas impurezas en la arena pueden dar indicación de un elevado contenido orgánico pero, en realidad, no ser da*ino. $e puede determinar esta posibilidad por medio de desarrollar el ensayo descrito en #$%& ' +.
EQUIPO
-otes de vidrio incoloro y graduado con una capacidad nominal de /) a () ml y que tengan una sección transversal aproximadamente ovalada, con tapón hermético y n o soluble a la solución especiicada. #simismo el ancho de los botes no debe ser menor que () mm 01./23 ni más de 4) mm 05./23 1 6laca orgánica de colores.
Equipo requerido para la realización del ensayo de impurezas orgánicas.
MUESTRA Debe obtenerse una muestra representativa con un peso aproximado de (/( gramos 01 libra3, ya sea por el método del cuarteo o por el uso de un cuarteador.
SOLUCIÓN DE COLOR PATRÓN DE REFERENCIA $e prepara una solución de color patrón de reerencia agregando 5./ ml. De una solución de ácido tánico al 5 7, a 8./ ml. De la solución de hidróxido de sodio al 7. "a solución de ácido tánico al 5 7 se obtiene a*adiendo 1) ml. De alcohol 08493 y dos gramos de ácido tánico en polvo a 8) ml. De agua. Dicha solución se coloca en una botella de () gramos 015 onzas3, se pone su tapa, se agita vigorosamente y se deja reposar durante ( horas.
ASTM Designación: C 40 – 9 ASTM Designación: C 40 – 92 M É T O D O D E E N S AY O E S T Á N D A R P A R A Impurezas Orgánicas en el Agregado Fino para Concreto 1. Alcance
1.1 Este método de ensayo cubre los procedimientos para una determinación aproximada de la presencia de impurezas orgánicas perjudiciales en el agregado fino que serán usados en morteros de cemento hidráulico o concreto. 1.2 (as unidades lb3pulg. ser)n consideradas como las est)ndar. 1.! Este estándar no se propone dar lineamiento sobre todos los problemas de seguridad, si hay alguno, asociado con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer la seguridad apropiada y praccas saludables así como determinar la aplicabilidad de las limitaciones reguladoras antes de su uso.
2. Documentos Referenciados 2.1 Est)ndares -%/:
0 !! Especifcación para -gregados del 0oncreto 0 @4 /. de E. para E$ecto de >mpurezas 7rg)nicas en el -gregado Hino sobre la =esistencia del /ortero 0 42 Cr)c'ca para =educir /uestras de -gregados a ama;os de Crueba I 4B Cr)c'ca para muestreo de -gregados
D 1!! ". de E. para #olor de $%quidos &ransparentes 'Escala de #olores (ardner) 3. Signicado ! "so
*.1 Este método de ensayo es usado en hacer una determinación preliminar de la aceptabili+ dad del agregado fino con respecto a los requerimientos de la Especificación # ** relati,os a impurezas orgánicas. *.- El ,alor principal de este método de ensayo es suministrar una precaución sobre que se pueden presentar cantidades perjudiciales de impurezas orgánicas. #uando una muestra sometida a este ensayo produce un color más oscuro que la solución de referencia es prudente ejecutar el ensayo para determinar el efecto de las impurezas orgánicas en la resistencia del mortero de acuerdo con el método de ensayo # /0. #. Aparatos
!.1 otellas de 2idrio 3 otellas graduadas de ,idrio incoloro con una capacidad nominal de 1- o 14 onzas fluidas '*5 o !05 m$) de sección trans,ersal aproximadamente o,alada equipadas con tapón de hule o tapadera hermética no soluble con el reacti,o especificado. En ning6n caso el espesor máximo exterior de las botellas medido a lo largo de la l%nea de obser,ación y usado para comparar el color será mayor que - 7 pulg. '45 mm) o menor que 1 7 pulg. '!5 mm). $as graduaciones en las botellas serán en onzas fluidas o mililitros excepto que las botellas sin marcar pueden ser calibradas y marcadas con graduación por el usuario. En tal caso las marcas de graduación son requeridas en tres puntos 6nicamente como sigue8 !.1.1 9i,el de :olución del #olor de ;eferencia 3- 7 onzas fluidas '0 m$) !.1.- 9i,el del ? 3 0 onzas fluidas '-55 m$)
5. Reaci!"s # Re$e%encia Es&n'a% 'e( C"("% 'e (a S"()ción
.1 Reactivo, Solución de Hidróxido de Sodio (3 %) 3 Disuel,a * partes por masa de ?idróxido de :odio grado reacti,o '9a>?) en @0 partes de agua. .- Referencia Estándar del Color de la Solución 3 Disuel,a Dicromato de Aotasio grado reacti,o 'B - #r - >0 ) en ácido sulf6rico concentrado 'masa espec%fica 1./! g) a razón de 5.-5 g C 155 m$ de ácido. $a solución hecha para la comparación del color debe ser fresca usando un calor moderado si es necesario para una solución más efecti,a.
*. M)es%e" 4.1 $a muestra será seleccionada en completa concordancia con la Aráctica D 0.
+. M)es%a 'e Ensa#" 0.1 $a muestra de ensayo tendrá una masa de alrededor 1 lb 'aproximadamente !5 g) y será tomada de la muestra grande en concordancia con la Aráctica # 05-.
,. P%"ce'i-ien" /.1 llenar una botella de ,idrio hasta el ni,el de ! 7 onzas fluidas 'aproximadamente 1*5 m$) con la muestra de agregado fino a ser ensayado. /.-
9. Dee%-inación 'e( C"("% @.1 Procedimiento Estándar 3
C"("% Es&n'a% a%'ne% N". 5 , // /4 /*
P(aca O%g&nica N". / 2 1Es&n'a% 4 5
El procedimiento de comparación descrito en @.1 deberá ser usado excepto que el numero de la placa orgánica próxima al color del liquido sobre el especimen de ensayo deberá ser reportado. #uando se use este procedimiento alternati,o no será necesario preparar la solución para la referencia estándar del color.
/0. 3ne%%eación 'e Res)(a'"s 15.1 :i el color del l%quido superficial es más oscuro que el color de la solución estándar de referencia el agregado fino bajo ensayo deberá ser considerado como que posiblemente contiene impurezas orgánicas perjudiciales y nue,os ensayos deberán ser hechos antes de aprobar el agregado fino para su uso en el concreto. 11. P%ecisión # Des!iación 11.1 :inceramente este procedimiento de ensayo no requiere ,alores numéricos por lo tanto no es posible determinar la precisión y des,iación. 1-. Pa(a%as C(a!e 1-.1 ensayo colorimétrico agregado fino impurezas orgánicas ;eferencia8
&ateriales 6otencialmente 6erjudiciales para los #gregados. Las sustancias perjudiciales que pueden estar presentes en los agregados incluyen impurezas orgánicas, limo, arcilla, esquisto, óxido de hierro, carbón mineral, lignito y ciert as partículas ligeras y suaves (Tabla !"#$ %demás, rocas y minerales, como el chert y el cuarzo de&ormado ('uc y )ather *+-# y ciertas calizas dolomíticas son reactivas con álcalis (Tabla !#$ .l yeso y la anhidrita pueden causar ataque de sul&atos$ /iertos agregados, como l os esquistos causan erupciones por el hinchamiento (sencillamente por la absorción de agua# o por el congelamiento del agua absorbida (0ig$ !*#$ La mayoría de las especi&icaciones limitan las cantidades permisibles de estas sustancias$
La historia del comportamiento de un agregado debe ser un &actor determinante para la elección de los límites para las sustancias perjudiciales$ Los m1todos de ensayo para la detección cualitativa y cuantitativamente de las sustancias perjudiciales se presentan en la Tabla !"$
Los agregados son potencialmente peligrosos si contienen compuestos considerados químicamente reactivos con el concreto de cemento portland y si producen2 (*# cambio signi&icativo del volumen de la pasta, agregados o ambos, (3# inter&erencia en la hidratación normal del cemento y (4# otros productos secundarios da5inos$
Las impurezas orgánicas pueden retrasar el &raguado y el endurecimiento del concreto, reducir el desarrollo de la resistencia y, en algunos casos poco usuales, causar la deterioración$ Las impurezas orgánicas, como las turbas, los humus y las margas orgánicas pueden no ser tan perjudiciales, pero se los deben evitar$
Los materiales más &inos que " 6m (tamiz 7o$ 388#, especialmente el limo y la arcilla, pueden estar presentes como polvo suelto y pueden &ormar un revestimiento en las partículas de agregados$ 9ncluso hasta los revestimientos &inos de limo o arcilla, sobre las partículas de agregado grueso, pueden ser da5osos, pues debilitan la adherencia entre la pasta de cemento y el agregado$ :i ciertos tipos de limo o arcilla están presentes en cantidades excesivas, la demanda de agua puede aumentar signi&icantemente$
;ay una tendencia de algunos agregados &inos en degradarse por la acción de molienda en la mezcladora de concreto$ .ste e&ecto, que se mide por la %:T) / **4", puede alterar la demanda de agua de mezcla, de aire incluido y los requisitos de revenimiento (asentamiento#$
.l carbón mineral o el lignito u otros materiales de baja densidad como la madera y los materiales &ibrosos, cuando presentes en grandes cantidades, a&ectan la durabilidad del concreto$ :i estas impurezas ocurren en la super&icie o cerca de ella, se pueden desintegrar, causar erupciones manchas$ Los cherts potencialmente da5inos en el agregado grueso se pueden identi&icar a trav1s de las normas %:T) / *34 (%%:;T< T **4#, /<=.797 83>8, 7)?! /!8"3!*++"!<77//., 7T/ *48, 7T. 8>++, 7T@-88$834,A79T!7) 4*$
Tabla !"$ )ateriales @erjudiciales en %gregados
C=arias rocas listadas (por ejemplo, granito, gneis y ciertas &orma! ciones de cuarzo# reaccionan muy lentamente y tal vez no ense5en evidencias de cualquier grado nocivo de reactividad hasta que el concreto tenga más de 38 a5os de edad$ CC:ólo algunas &uentes de estos materiales han mostrado reactividad$
Las partículas blandas en el agregado grueso son especialmente indeseables pues pueden causar erupciones y pueden a&ectar la durabilidad y la resistencia al desgaste del concreto$ :i son desmenuzables, se pueden romper y aumentar, aun más, la demanda de agua$ Donde la resistencia a la abrasión sea importante, como en los pisos industriales, los ensayos pueden indicar que se justi&ica una investigación u otra &uente de agregados$
Los terrones de arcilla en el concreto pueden absorber parte del agua de mezcla, causar erupciones en el concreto endurecido y a&ectar la durabilidad y la resistencia al desgaste$ Tambi1n se pueden &racturar durante el mezclado y, como consecuencia, aumentar la demanda de agua$
Los agregados pueden eventualmente contener partículas de óxido de hierro y sul&uro de hierro que resultan en manchas antiest1ticas sobre las super&icies expuestas del concreto (0ig$ !*+#$ .l agregado debe cumplir con los requisitos de manchado de la %:T) / 448 (%%:;T<) *+#, cuando ensayados con&orme la %:T) / >-* o cumplir con /<=.797 *+, 9B%) *>,
7)?!/!4-, 7)?!/!3++, 7T/ -8-, A79T!7) 4 y la &rente de la cantera y las pilas del material no deben presentar manchas$
:e puede sumergir el agregado en una lechada de cal para ayudar en la identi&icación de manchas$ :i las partículas que provocan manchado están presentes, se &orma un precipitado gelatinoso verde azulado en un periodo de a *8 minutos, que rápidamente se vuelve marrón al ser expuesto al aire y a la luz$ La reacción se debe completar en 48 minutos$ :i no se &orma el precipitado gelatinoso marrón cuando se coloca el agregado en la lechada, existe poca probabilidad de que ocurra cualquier reacción en el concreto$
.stos ensayos son necesarios cuando se usan agregados sin ningEn registro de empleo anterior en concreto arquitectónico bien sucedido$
Impurezas Orgánicas En los agregados fnos naturales a veces se presentan impurezas org)nicas* las cuales disminuyen la hidratación del cemento y el desarrollo consecuente de la resistencia del hormigón. 6ormalmente* esas impurezas se evitan por medio del despe&e adecuado del depósito* para eliminar por completo la 'erra vegetal* y un en#rgico lavado de la arena. (a detección del contenido org)nico en la arena se lleva a cabo con $acilidad por medio de la prueba colorim#trica con hidróxido de sodio* -%/ 0. -lgunas impurezas en la arena pueden dar indicación de un elevado contenido org)nico pero* en realidad* no ser da;ino. %e puede determinar esta posibilidad por medio de la -%/ 0@4. -J(- (K/>E% C-=- (-% %L%-60>-% CE=ALI>0>-(E% E6 E( -?=E?-I7 C-=- 87=/>?M6 %E?N6 (- E8E
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(lenar un $rasco de vidrio con agua* -;adir la arena a ensayar* y menear con una esp)tula +se puede a;adir 0loruro de 0alcio para acelerar el proceso de sedimentación,. Ie&ar reposar hasta que se asiente. %i la arena est) sucia se di$erenciar) claramente dos estratos* la arena aba&o y encima el material fno. %e mide la altura total O8P +arena Q fnos, y la altura de fnos OhP. El contenido de fnos no debe sobrepasar el R D de la altura total. Este ensayo da una buena re$erencia de la limpieza de la arena.
H>?L=- /#todo sencillo para determinar el porcenta&e de material fno Ensayo del colorímetro* a la izquierda el $rasco* con la muestra de agregado fno* despu#s del ensayo* a la derecha el colorímetro* para la comparación de colores. El color mas claro +1, representa un agregado exento de material org)nico* el mas oscuro +B, un alto contenido de material org)nico. En la $otograSa se aprecia que la muestra estaba libre de contenido org)nico.
H>?L=- Ensayo del colorímetro Reacci$n %lcali & Agregado odavía otra clase de rocas reaccionan en $orma per&udicial con los )lcalis del cemento* dando lugar a la Treacción Ulcali3-gregadoT o a la Treacción Ulcali30arbonato de la rocaT. 0omo resultado de esta reacción se produce un gel que absorbe el agua* dando lugar a una hinchazón importante que puede originar $uertes presiones sobre la pasta de cemento* produciendo su rotura. %e han producido expansiones severas y $uertemente destruc'vas* para hormigones en medios ambientes hVmedos cuando los )lcalis del cemento* 6a27 y W27* est)n presentes en can'dades que sobrepasan el .RD en peso* expresadas como 6a27 equivalente* y los agregados con'enen can'dades sufcientes de Mpalo* 0alcedonia* ridimita* 0ristobalita y ciertas =iolitas* -ndesitas o Iacitas. 'resencia de Agua interna -unque el agua en si no es una sustancia per&udicial* la humidifcación y el secado o congelación y deshielo en un agregado saturado ser)n destruc'vos para algunos 'pos de roca* en par'cular para los hormigones ligeros* las cherts porosas* las piedras calizas intensamente arcillosas y algunas arcillas esquistosas. El agua se expande en alrededor de un 1D al congelarse y puede ser intensamente destruc'va cuando est) contenida en los poros de un agregado que no puede absorber esa expansión.
