INTRODUCCION
Cuando un Ingeniero Civil proyecta una obra se ve limitado por muchos factores y dentro de estos se encuentra la disponibilidad de canteras y localidad de los materiales que se extraen de estas; por eso es necesario saber evaluar la zona que vamos a considerar como cantera, además del material que vamos a extraer y esto va a depender mucho del proyecto que se esté realizando. Principalmente hay que distinguir dos tipos de canteras las de río y las de cerro las dos con características físicas y mecánicas diferentes, pero la principal diferencia radica en su composición química las de cerro poseen una gran porcentaje de finos, además un elevado porcentaje de sales que son muy perjudiciales para el concreto. En el presente informe vamos a analizar una cantera de cerro de nombre EL GAVILAN cuyas características físicas y mecánicas se describen durante el desarrollo del trabajo.
OBJETIVOS
Objetivo general:
Describir las características generales de la cantera EL GAVILAN.
Objetivos específicos:
Evaluar la dureza del material que se extrae de lacantera EL GAVILAN. Determinar el porcentaje de finos que posee el agregado de la cantera EL GAILAN.
MARCO TEORICO 1. ¿Qué es una cantera? Se llama cantera a todo depósito enriquecido de material no metálico, que se usa como material de construcción como hormigón, arena, gravas, arcilla, etc., es una excavación abierta de la que se extrae cualquier tipo de piedra para la construcción, para usos químicos o de ingeniería, y las operaciones requeridas para obtener de la cantera roca para su posterior utilización. Es un lugar donde las rocas se separan de sus lechos naturales y se prepara para su utilización en construcciones. Hay canteras a cielo abierto y subterráneo. La cantera a cielo abierto pueden sé en ladera, cuando la roca se arranca de la falda de un cerro, o en corta, cuando la roca se extrae de cierta profundidad en el terreno.
2. Factores que condicionan la explotación de una cantera Los factores a tener en cuenta para considerar a un depósito como cantera, en líneas generales, son los siguientes:
El depósito debe estar constituido por materiales o minerales no metálicos. Calidad de la roca a explotar. Volumen considerable a explotar de la cantera (potencia). Ubicación de la cantera. Accesibilidad. Economía de producción y transporte. Es decir, considerar una cantera como tal es más que descubrir un lugar donde exista un volumen determinado de material para emplearse en alguna obra, debe satisfacer ciertas especificaciones de calidad y volumen, además implica tener en cuenta ciertos aspectos colaterales tales como la permanencia en el tiempo en términos de situación legal.
a) Calidad Para determinar la calidad de la roca se pueden realizar exámenes demuestras que se consideren representativas en toda la cantera. Si la roca hade utilizarse en la industria en la que solamente son esenciales sus propiedades químicas, se pueden obtener datos suficientes tomando muestras con una sonda de percusión. Sin embargo, para piedra labrada y casi toda la machacada y partida, deben determinarse las propiedades físicas, para lo cual se tomas testigos con corona de diamantes, generalmente de 3” de diámetro.
b) Cantidad Este factor depende fundamentalmente del volumen bruto del yacimiento a explotar, Más no de su distancia que ocupe, si la cantera de materiales es de volumen considerable y de características físicas y mecánicas regularmente buenas de sus materiales este depósito será considerado como cantera de explotación inmediata, para obras de construcción civil principalmente.
c) Modo de extracción Se deberá extraer de la manera más eficaz posible, los métodos de extracción son diversos pero se conoce que el más eficaz podría ser el que consiste en realizar una serie de graderías en la cantera de manera que no se desestabilice la cantera para no tener problemas de derrumbes los cuales causarían accidentes y pérdidas económicas.
3.
UBICACIÓN GEOGRAFICA.
La cantera denominada "El Gavilán" de la cual se va a realizar el estudio se encuentra ubicada en:
Distrito
:
Cajamarca
Provincia
:
Cajamarca
Altitud Promedio
:
3250 msnm.
Al sur-este de la ciudad de Cajamarca en las faldas del cerro Ventanilla, cerca al Abra el Gavilán, al costado derecho de la carretera CAJAMARCATRUJILLO.
4.
ACCESIVILIDAD. La cantera en estudio tiene buena accesibilidad, con la ciudad de Cajamarca, y alrededores para el transporte de los agregados ya que esta se encuentra a orillas de la carretera Cajamarca Trujillo, La distancia promedio es de 18 Km. con respecto a la ciudad de Cajamarca.
5.
MUESTREO. La roca es de grano fino o grueso, constituido por grava, gravilla y arenas.
a) Rocas de grano fino. En Mineralogía, un grano (también llamado c r i s t a l i t a ) es la estructura de una roca formada por pequeños elementos perceptibles a simple vista. Cada uno de estos elementos es un grano. Los objetos sólidos suficientemente grandes para ser visibles y manipulables están raramente compuestos por un monocristal , exceptuando unos cuantos casos (gemas, monocristales de silicio para la industria electrónica, ciertas fibras y monocristales de una superaleación de níquel para construir motores de turborreactores). Casi todos los materiales son policristalinos, están hechos de un gran número de monocristales (granos) unidos entre sí por delgados estratos de sólido amorfo. El tamaño del grano puede variar desde unos pocos nanómetros a varios milímetros. En la arena, los granos se hallan sueltos; en la arenisca forman una masa compacta, ya que están unidos por un cemento, pero se desprenden fácilmente. En el granito la cohesión es, por el contrario, muy grande, ya que durante la formación de la roca ciertos elementos, especialmente el cuarzo, han rellenado completamente los intersticios que mediaban entre los granos. Existen rocas de grano fino, de grano medio y de grano grueso. La mayoría de las veces una roca de grano fino es de origen sedimentario. En dicha cantera se encuentra rocas especialmente arenisca en grandes dimensiones,
PROPIEDADES FISICAS DE LA ROCA
PROPIEDAD Dureza
6.00
Contenido de Humedad (%)
1.04
Densidad aparente (gr/cm 3)
3.02
Densidad real
b)
PROMEDIO
(gr/cm 3)
3.08
Compacidad
0.98
Porosidad (%)
2.06
Grado de Absorción (%)
1.82
Capilaridad (gr/min/cm 2)
20.26
GRAVA. En geología y en construcción, se denomina grava a las rocas de tamaño comprendido entre 2 y 64 milímetros. Pueden ser producidas por el ser humano, en cuyo caso suele denominarse «piedra partida» o «caliza», o resultado de procesos naturales. En este caso, además, suele suceder que el desgaste natural producido por el movimiento en los lechos de ríos haya generado formas redondeadas, en cuyo caso se conoce como canto rodado. Existen también casos de gravas naturales que no son cantos rodados. Estos áridos son partículas granulares de material pétreo (es decir, piedras) de tamaño variable. Este material se origina por fragmentación de las distintas rocas de la corteza terrestre, ya sea en forma natural o artificial. En este último caso actúan los procesos de chancado o triturado utilizados en las respectivas plantas de áridos. El material que se procesa corresponde principalmente a minerales de arenisca. La grava se usa como árido en la fabricación de hormigones (véase grava (hormigón)). También, como lastre
y revestimiento protector en cubiertas planas no transitables, y como filtrante ensoleras y drenajes.
c)
GRAVILLA. La gravilla es un árido intermedio resultado del tratamiento de trituración, dosificación por tamaños y/o lavado en operaciones mecanizadas. En el caso de las gravillas naturalmente redondeadas por el movimiento en los ríos, se denominan “rodados”. También existen otras gravillas naturales de otras clases. En la fragmentación artificial, las rocas son chancadas o trituradas en lugares llamados plantas de áridos. Las rocas utilizadas para la gravilla son normalmente de caliza, granito, basalto, dolomita y cuarzo, entre otras.
d)
ARENA FINA. La arena es un conjunto de partículas de rocas disgregadas. En geología se denomina arena al material compuesto de partículas cuyo tamaño varía entre 0,063 y 2 milímetros (mm). Una partícula individual dentro de este rango es llamada «grano de arena». Una roca consolidada y compuesta por estas partículas se denomina arenisca (o psamita). Las partículas por debajo de los 0,063 mm y hasta 0,004 mm se denominan limo, y por arriba de la medida del grano de arena y hasta los 64 mm se denominan grava. El componente más común de la arena, en tierra continental y en las costas no tropicales, es el sílice, generalmente en forma de cuarzo. Sin embargo, la composición varía de acuerdo a los recursos y condiciones locales de la roca. Gran parte de la fina arena hallada en los arrecifes de coral, por ejemplo, es caliza molida que ha pasado por la digestión del pez loro. En algunos lugares hay arena que contiene hierro, feldespato o, incluso, yeso. Según el tipo de roca de la que procede, la arena puede variar mucho en apariencia. Por ejemplo, la arena volcánica es de color negro mientras que la arena de las playas con arrecifes de coral suele ser blanca. La arena es transportada por el viento, también llamada arena eólica, (pudiendo provocar el fenómeno conocido como calima) y el agua, y depositada en forma de playas, dunas, médanos, etc. En el desierto, la arena es el tipo de suelo más abundante.
Del estudio de las propiedades físicas de los agregados de la cantera se han obtenido los siguientes resultados tanto para agregado fino como para agregado grueso.
RESULTADOS PROMEDIOS DE LAS PROPIEDADES FISICAS DEL AGREGADO
PROPIEDAD Tamaño máximo (pulg) Tamaño nominal máximo (pulg) Modulo de finura Peso específico de masa (gr/cm3)
AGREGADO
AGREGADO
FINO
GRUESO
-
4"
-
3/4"
2.77
---
2.588
2.517
2.655
2.543
2.775
2.585
2.614
1.052
Peso específico de masa saturada con superficie seca (gr/cm3) Peso específico aparente (gr/cm3) Absorción
(%)
Porcentaje de humedad (%)
Peso unitario suelto (kg/m3)
8.28
1.86
Peso unitario compactado (Kg/m3)
1 583.31
1417.20
Sanidad (%)
1 783.99
1531.44
Materiales muy finos (%)
19.00
12.10
Partículas friables y terrones de arcilla
11.10
1.10
1.40
0.50
---
66.00
(%) Resistencia a la abrasión (%)
Podemos decir que con estos agregados de la cantera el Gavilán es de calidad aceptable para la obtención de diversos tipos de resistencias en la elaboración de concretos. Observando los resultados, del diseño de mezclas mediante el método ACI se obtiene los siguientes concretos:
6.
f'c Proyectado
f'c Obtenido
100 Kg/cm2 140 Kg/cm2 175 Kg/cm2
173.844 Kg/cm2 200.337 Kg/cm2 224.210 Kg/cm2
CONCLUSIONES.
Los agregados de extraídos de cantera el Gavilán no son Buenos para la construcción puesto que no tiene Buena Resistencia necesaria para un buen concreto.
