Generalidades y Materiales Agregados

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENT EXPERIMENTAL AL FRANCISCO DE MIRANDA AREA TECNOLOGIA PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL U.C. MATERIALES DE CONSTRUCC CONSTRUCCION ION

UNIDAD I GENERALIDADES LA INGENIERIA CIVIL El obje objeti tivo vo educ educat ativ ivo o que que orie orient nta a la carr carrer era a Inge Ingeni nier ería ía Civi Civil, l, se fund fundam amen entta

en el dese deseo o de impa impart rtir ir prep prepar arac ació ión n

prof profes esio iona nall

a

estudiantes que demuestren aptitudes hacia ese campo de la ingeniería y que cumplan con los requisitos de ingreso exigidos para estudios de esta esta índo índole. le. El perfil perfil del del Ingeni Ingeniero ero Civil Civil,, egres egresad ado o de la Univer Universid sidad ad Nacio Nacional nal Exper Experime iment ntal al Franci Francisco sco de Miran Miranda, da, esta esta integ integrad rado o por por los los componentes académico, conductual y ocupacional; esta conformación del perfil perfil defin define e al ingen ingenier iero o como como un profe profesio siona nall integ integral ral con una una formac formació ión n cient científi ífica ca – tecno tecnoló lógic gica a

gener general, al, cultura culturall y ética ética socio socio –

polít política ica que le perm permiti itirá rá incorp incorpor orars arse e al campo campo ocupa ocupacio ciona nall

y a la

sociedad como ente que contribuye a su bienestar y progreso.

LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN La industria, es definida como el conjunto de operaciones materiales ejecu ejecutad tadas as para para la obten obtenció ción, n, transf transfor ormac mació ión n o tran transpo sporte rte de uno uno o varios productos; mientras que la construcción es el arte de construir, fabricar y/o edificar. Ha partir de estas definiciones se puede decir que la indu indust stri ria a de la cons constr truc ucci ción ón se refi refier ere e al conj conjun unto to de oper operac acio ione nes s materiales ejecutadas para la edificación y/o fabricación de productos; dichos productos productos son las obras obras civiles (puentes, puertos, puertos, aeropuerto aeropuertos, s, carreteras, edificios, represas, entre otras muchas). En la industria de la constr construcc ucció ión n los los prod produc uctos tos son gener generalm alment ente e costo costosos sos,, gran grandes des y


durader duraderos, os, y esta directam directamente ente afectada afectada por las nuevas nuevas tendenci tendencias, as, equipos y productos.

LA CALIDAD EN LAS OBRAS CIVILES La calidad es el conjunto de cualidades de una persona o cosa, basados en esto podemos abordar el tema circunscribiendo circunscribiendo todo lo que se refiere a calidad en la construcción con seis aspectos que son: el factor materia, el factor humano, el factor científico – tecnológico, el factor normativo y de control, el factor empresarial y el factor ético. La buena calidad de las obras esta ligada, en principio, al factor materia, que aportando sus propiedades da a la construcción el acabado final, que que sati satisf sfac ace e el fin fin que que se busc busca, a, sin sin emba embarg rgo o la mater ateria ia,, sin sin la intervención de la mano de obra , es un material más de construcción, por lo que el factor humano, con sus cualidades innatas o adquiridas, da al material el realce necesario en la obra; este material a su vez puede ser poten potencia ciado do por por el facto facto cientí científic fico o – tecno tecnoló lógi gico co que que median mediante te el avance, mejora la calidad del mismo; esta calidad es controlada por el factor normativo y de control, que examina y prueba los materiales, a fin de que este sea realmente de calidad, evitando así un perjuicio en la obra y perdida de calidad en la misma. Hecho esto, el factor empresarial empresarial es el encargado de introducir el material hacia el mundo empresarial, una una vez vez prob probad ada a su cali calida dad, d, y de esta esta mane manera ra bene benefi fici ciar ar al rest resto o ofreciendo un material de calidad comprobada, que obviamente nos da la cali calidad dad en en

constr construc ucció ción n

que que busca buscamo mos, s, no solo solo el mater material ial que que

usam usamos os,, sino sino por por los los menc mencio iona nado dos s fact factor ores es que que inte interv rvie iene nen n en el proceso. El factor ético va dirigido hacia el buen desempeño que deben tener las personas que buscan la calidad, debido a que algún engaño o


acto que se realice que este en contra de los principios morales, no nos asegura la calidad que buscamos.

INGENIERO EN LA OBRA La empresa encargada de la ejecución de la obra (contratista), debe contar con un personal técnico, administrativo y obrero, calificado para dar cumplimiento al contrato, debe contarse con la presencia de un

Ingeniero Residente, el cual debe mantenerse frente a la obra, tener experiencia y especialidad en el área de la obra objeto del contrato y estar certificado por el colegio de Ingenieros de Venezuela para tal fin; el ingenier ingeniero o resident residente e deberá deberá tener tener suficien suficiente te poder poder para para actuar actuar por el contratista durante durante la ejecución de los trabajos; este será el garante, por parte de la contratista, de que se cumplan todas las especificaciones técn técnic icas as prev previs ista tas s en el proy proyec ecto to de la obra obra,, que que se empl emplee een n los los materiales, equipos y personal adecuados para la ejecución del trabajo. El Ingeniero residente, debe permanecer en la obra el mayor tiempo posible, ya que es la fuente de información mas valiosa para el ente contratante y otros entes involucrados. Por otro lado, se encuentran los profesionales que hacen inspección y control de las obras, estos suelen efectuar medidas y comprobaciones directas en obra, recogiendo muestras representativas de materiales y productos que envían a los laboratorios para su análisis. Mediante estas operaciones operaciones el Ingeniero Inspector descubre los errores y/o defectos que se han han podi podido do prod produc ucir ir y los los corr corrig ige e rect rectif ific ican ando do a tiem tiempo po algu alguna na actividad mal efectuad, o reponiendo partes defectuosas. Es importante


tomar en cuenta que en las etapas previas al comienzo de la obra se debe deben n anal analiz izar ar y rech rechaz azar ar los los mate materi rial ales es que que no cump cumpla lan n con con las las especificaciones pautadas, llevando el control de calidad hacia atrás en el proce proceso, so, salvan salvando do tiemp tiempo o y recur recursos sos,, hacie haciend ndo o a la orga organi nizac zació ión n eficiente. El ingeniero Inspector es el descubridor de defectos y de su corrección, mejo mejora rand ndo o la cali calida dad d de las las obra obras s para para así así obte obtene nerr los los mejo mejore res s beneficios, que son evitar los errores, para no tener que corregirlos. Las funcion funciones es del inspecto inspectorr suelen suelen ser conocid conocidas as y estar estar suficien suficienteme temente nte señaladas en los respectivos manuales de inspección.

LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Los Los materi materiale ales s son las las susta sustanci ncias as que que comp compon onen en cualq cualqui uier er cosa cosa o producto; desde el comienzo de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados por el hombre para mejorar su condición de vida, las primeras edades en las que se clasifica nuestra historia llevan sus nombres de acuerdo al material desarrollado y que significo una época en nuestra evolución; la edad de piedra con las primeras herramientas y armas para cazar que fabricaron con ese material, la edad de bronce en la que se descubre la ductilidad y multiplicidad de ese material, seguida de la edad de hierro en la que este reemplaza al bronce por ser un material más fuerte y con más aplicaciones, etc. Los productos de los que se ha servido el hombre a lo largo de la historia para mejorar su nivel de vida o simplemente para subsistir han sido fabr fabric icad adas as a base base de mate materi rial ales es,, se podr podría ía deci decirr que que esto estos s está están n alrededor de nosotros estemos donde estemos, de ellos depende en part parte e nues nuestr tra a exis existe tenc ncia ia;; hay hay much muchos os más más mate materi rial ales es de los los que que


utilizamos día a día, los que vemos en las ciudades o los que utilizamos en nuestro quehacer diario. Los Los mate materi rial ales es de cons constr truc ucci ción ón,, se defi define nen n como como los los cuer cuerpo pos s que que inte integr gran an las las obra obras s de cons constr truc ucci ción ón,, cual cualqu quie iera ra sea sea su natu natura rale leza za,, compo composic sició ión n y forma. forma. Los Los mater material iales es empl emplead eados os en la constr construcc ucció ión n pueden ser clasificados de la siguiente forma:

Material iales es Pétreo Pétreos s Natur Naturale ales s (Mat (Materi eriale ales s Agreg Agregado ados) s):: se 1.- Mater define como material pétreo a todo aquel material de piedra o de la calid calidad ad de la piedr piedra; a; las las pied piedra ras s son son todas todas las las susta sustanci ncias as miner minerale ales s diferentes de las sales, los metales y los combustibles que se presentan en la tierra en forma de cuerpos duros, sin brillo metálico, más pesado que el agua y menos que los metales; estas están compuestas por sílice anhídr anhídrido ido carbóni carbónico co y acido acido sulfúri sulfúrico co combina combinados dos con cal, alumina alumina y otros óxidos de hierro, de manganeso, de cromo, etc; generalmente los llamamos agregados (grueso, fino y combinado). 2.-

Material Materiales es

Aglomera Aglomerantes: ntes:

esta esta

cate catego gorí ría a

comp compre rend nde e

los los

materiales que se emplean para mantener unidos a los materiales por contacto superficial, superficial, entre estos tenemos: el cemento, yeso, pego, entre otros.

3.- Materiales Aglomerados: Esta categoría comprende los materiales materiales unidos a través de procesos, forman un conglomerado, por ejemplo los concretos y morteros.


4.- Materiales Metálicos o ferrosos: esta categoría abarca todas las aleaciones aleaciones hechas a base de hierro, al hierro vaciado y forjado, al acero, los aceros inoxidables, los aceros para concreto, perfiles estructurales.

5.- Materiales Orgánicos: este grupo comprende a la madera, en los múltiples usos que tiene la misma en el área de la construcción, como por ejemplo: estructural (vigas, viguetas, listones, etc), cerramientos y acab acabad ados os (pis (pisos os,, cubi cubier erta tas s de muro muros s y tech techos os,, puer puerta tas, s, vent ventan anas as,, molduras, escaleras), encofrados, entre otros.

6.- Materiales Auxiliares: esta categoría comprende todos aquellos materiales que se emplean en la construcción como auxiliares de los otros grupos, entre ellos podemos mencionar la pintura, los bloques, los plásticos y polímeros, la cerámica, los vidrios, entre otros.


Materiales Autócton Autóctonos: os: este 7.- Materiales este grup grupo o comp compren rende de los los materi materiale ales s propios propios de cada región, región, en Falcón los materiales materiales autóctonos autóctonos se refieren a las construcciones en tierra, tales como el adobe, el bahareque, la tapia, entre otros.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION Propiedades Índices: las propiedades índices de los materiales son aquellas que no cambian con el tiempo, son inherentes al material, tales como la humedad, la absorción, los pesos por unidad de volumen (peso especifico, peso unitario suelto y peso unitario compacto), el tamaño y las propiedades organolépticas (vista, olfato, gusto y tacto).

Propiedades Mecánicas: las propiedades mecánicas son aquellas que tienen relación con el comportamiento de los mismos ante la aplicación de una una carg carga, a, tale tales s como como la resi resist sten enci cia a mecá mecáni nica ca,, el desg desgat ate e y la resistencia a la flexión.

Propiedades Hidráulicas: Las propiedades hidráulicas se refieren al comportamiento de un materia, en presencia del agua, tales como la porosidad y la permeabilidad.


UNIDAD II MATERIALES AGREGADOS LOS AGREGADOS El térmi término no agreg agregado ados s es muy muy genér genérico ico,, ya que que compr comprend ende e cantos cantos,, guij guijar arro ros, s, grav gravas as,, pied piedra ra trit tritur urad ada, a, esco escori ria a de alto alto horn horno, o, aren arenas as naturales, arenas fabricadas; generalmente se clasifican de acuerdo a su tamaño y/o su peso. Se pued puede e deci decirr que que los los agre agrega gado dos s conf confor orma man n el mayor ayor volu volume men n porcentual del concreto hidráulico, los morteros o el concreto asfáltico. En una mezcla de concreto hidráulico los agregados representan entre el 60 – 75% del volumen total de la mezcla, mientras que en el concreto asfáltico entre el 75-85% del volumen de la misma. Las Las

prop propie ieda dade des s

indi indivi vidu dual ales es de los los

mate materi rial ales es tien tienen en

efec efecto tos s

demostrables sobre la vida útil y durabilidad del sistema en el cual se utilizan, como en el concreto hidráulico, concreto asfáltico, mortero o base de agregado; para el concreto hidráulico en especifico se destacan la trab trabaj ajab abil ilid idad ad,, las las exig exigen enci cias as en el cont conten enid ido o de ceme cement nto, o, la adher adheren encia cia con la pasta pasta cement cementan ante te y el desar desarro rollo llo de resist resisten encia cias s iniciales.

CLASIFICACIÓN DE LOS AGREGADOS SEGÚN SU PESO Agre Agreg gado ados

de Peso eso

Normal rmal:

Típi Típica came ment nte e

tien tienen en

grav graved edad ades es

específicas específica s entre 2.0 y 3.0, con frecuencia se diferencias por su tamaño: •

Canto: > 6”

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Guijarros: 3 – 6 “

•

Agregado grueso: 3” a tamiz Nº 4

•

Agregado fino: Tamiz Nº 4 – Tamiz Nº 200

•

LLenante o Filler mineral: Pasante Nº 200

No se acostumbra a usar los cantos y guijarros en su estado natural, sino que se trituran trituran para para convertirlo convertirlos s en agregados agregados de varios varios tamaños, tamaños, en arenas fabricadas y rellenador (filler) inorgánico. Las gravas y arenas naturales se producen por la acción del agua y de los elementos sobre depó depósi sito tos s fluv fluvia iale les s o glac glacia iare res, s, esto estos s mate materi rial ales es tien tienen en supe superf rfic icie ie redonda y lisa, y distribución de tamaños de partículas que requieren procesamiento mínimo.

Agregados Agregados Pesados Pesados: Estos Estos agreg agregado ados s puede pueden n utili utilizar zarse se en vez de grava o piedra triturada para generar un concreto de alta densidad, como por ejemplo protectores para reactores nucleares, entre otros.

Agrega Agregado dos s Livian Livianos os: Estos se dividen en dos categorías, los estr estruc uctu tura rale les s y los los no estr estruc uctu tura rale les; s; los los prim primer eros os son son fabr fabric icad ados os (escorias de alto horno, arcilla expandida) o naturales (piedra pómez o esco escori rias as lige ligera ras) s),, esto estos s agre agrega gado dos s prod produc ucen en conc concre reto tos s dent dentro ro de

3000 00 y 40 400 00 lb lbs/ s/pu pulg lg2 y pued resistenc resistencias ias entre entre 30 pueden en obte obtene ners rse e resistencias mayores, el peso unitario oscila entre 100 y 115 lbs/pie3. Los agregados no estructurales comunes son la vermiculita y la perlita, también pueden pueden usarse la escoria y la piedra pómez; estos materiales se usan usan en concr concreto etos s aisla aislante ntes, s, para para acab acabado ados s a prueba prueba de ruid ruido o y no estructurales de cubierta, producen concretos con conductividad térmica baja baja,, que que gene genera ran n buen buena a prot protec ecci ción ón cont contra ra ince incend ndio ios, s, cuan cuando do el concreto se expone a calor extremo, la humedad contenida en el mismo se convierte con rapidez de líquido a vapor, llegando a tener su volumen


hasta 15 veces mayor, el gran numero y tamaño de poros dentro de los agregados livianos generan regiones de alivio de presión.

CLASIFICACIÓN DE LOS AGREGADOS SEGÚN SU TAMAÑO Los agregado agregados s gruesos gruesos son son aque aquell llos os en que que la mayo mayorr part parte e del del mater material ial es reten retenido ido por por el tamiz tamiz nº 4; gener generalm alment ente e se obtie obtiene nen n a través de la explotación en canteras, estos son cortados para darle la form forma a y el tama tamaño ño requ requer erid ido os en obra obra;; debe deben n pres presen enta tarr cier cierta tas s prop propied iedade ades s que que lo haga hagan n apto apto para para ser utiliz utilizado ados s en proce procesos sos de construcción, tales como: •

Ser homogéneos y compactos

•

Carecer de grietas nódulos y restos orgánicos

•

Ser resistentes a las cargas que han de soportar, al desgaste y a los procesos abrasivos.

•

No deben ser absorbentes ni permeables

•

Ser resistentes al fuego.

• •

Tener adherencia a los morteros. Estar Estar dentr dentro o de los los pará parámet metro ros s refer referido idos s al contr control ol de calid calidad ad (COVENIN, ASTM, CCCA, ACI)

Los agregados finos son aquellos cuyo material pasa en un 100% el tamiz 3/8”, es decir se encuentran dispersos entre el tamiz Nº 4 y tamiz Nº 200, según el tamaño de sus partículas, pueden ser: •

Arenas gruesas, gruesas, con tamaños tamaños de partícula partícula entre entre el tamiz nº4 y nº 10 y el modulo de finura > 3.0

•

Arenas Medias, Medias, con tamaños tamaños de partícula partícula entre el tamiz tamiz nº10 y nº 40 y el modulo de finura

≈

2.5

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENT EXPERIMENTAL AL FRANCISCO DE MIRANDA AREA TECNOLOGIA PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL U.C. MATERIALES DE CONSTRUCC CONSTRUCCION ION •

Arenas Arenas finas, finas, con tamaños tamaños de partícula partícula entre entre el tamiz nº40 y nº 200 y el modulo de finura < 2.0

Según su procedencia, pueden ser: •

Arenas de río: redondas, uniformes y limpias

•

Arena de mina: generalmente heterogéneas y sucias.

•

Arena de Playa: Con alto contenido de cloruros. PROPIEDADES INDICES DE LOS AGREGADOS

Las propiedades índices de los materiales son aquellas que no cambian con el tiempo, son inherentes al material, tales como la humedad, la absorción, los peso por unidad de volumen (peso específico, el peso unitario

(sue suelto

y

compacto)),

el

tamaño

y

las

propiedades

organolépticas (vista, gusto, tacto y olfato).

( COVENIN 263- ASTM C29) 1.- PESOS POR UNIDAD DE VOLUMEN (COVENIN (COVENIN 268 Y 269) El uso principal de las relaciones peso/volumen es para la selección y manejo de los agregados, por lo que se relaciona, en cierta forma, con su calidad. •

Peso Peso unita unitario rio suelt suelto: o: es un dato dato impo import rtan ante te porq porque ue perm permit ite e convertir pesos en volúmenes y viceversa, y cuando se trabaja con agregados, agregados, con regularidad el peso unitario es una obra sirve para describi describirr posibles posibles cambios cambios bruscos bruscos en la granulo granulometr metría ía o en la forma del agregado.

•

Peso Unitario Compacto: Es empleado en el diseño de mezclas A.C.I.

•

Peso Especifico: es el peso del volumen absoluto de la materia solidad del agregado, sin incluir huecos entre sus granos, se usa


para establecer la condición de volumen en ciertos métodos de diseño de mezcla. La relaci relación ón entre entre el peso peso unita unitari rio o suelto suelto y compa compacto cto nos nos permi permite te determinar el coeficiente de expansión del material, parámetro que se considera una una herramienta herramienta valiosa valiosa a la hora de realizar cálculos cálculos para solicitar material, así como para el pago de las partidas. 2.- HUMEDAD NATURAL : La humedad natural es circunstancial, se refiere a la humedad presente en todo todo mate materi rial al prod produc ucid ida a por por la natu natura rale leza za y/o y/o por por camb cambio ios s de temperatura. Los agregados suelen retener algunas cantidades de agua en forma de humedad; la humedad se considera como la diferencia en peso entre el material húmedo y el mismo secado al horno, se suele expresar en % peso , referido al material seco. En los los agreg agregad ados, os, la humed humedad ad pued puede e hallar hallarse se de dos dos maner maneras, as, una una rellenando los poros y microporos internos de los granos, y la otra es como una capa o película envolvente, más o menos gruesa. El agua interna interna de los granos granos no pasa pasa al concreto concreto como como agua de mezclado, mezclado, al contrario contrario cuando los agregados agregados están muy secos pueden absorber absorber parte del agua de la mezcla; el agua externa de los granos pasa a formar parte de la mezcla alterando sus proporciones.

Seco al Horno

3.- ABSORCIÓN

Seco al Aire

Saturado con superficie seca

Húmedo


Se refiere a la capacidad que tienen los agregados, unos más que otros, de abso absorb rber er líqu líquid ido o cuan cuando do es sume sumerg rgid ido o en el mism mismo o dura durant nte e un periodo de 12 a 24 h, a temperatura constante; es importante conocer el %Absor %Absorció ción, n, ya que que un agre agregad gado o altame altamente nte absor absorbe bente nte contin continua uará rá absorbiendo liquido después del mezclado inicial, por lo que requerirás, en la mezcl zcla, mayo ayores can cantid tidades ades de líq líquido que unas meno enos absorbentes. 4.- TAMAÑO La distr distribu ibució ción n de los los tamaño tamaños s de los los agreg agregad ados os en una una mezcla mezcla de concr concreto eto es impor importan tante, te, puest puesto o que que de manera manera direc directa ta influ influye ye en la cant cantid idad ad

de

ceme cement nto o

requ requer erid ida a

para para

dete determ rmin inad ada a

resi resist sten enci cia, a,

trab trabaj ajab abil ilid idad ad de la mezc mezcla la,, dura durabi bili lida dad d desp despué ués s de inst instal alad ada a y economía en general. 5.- PROPIEDADES ORGANOLEPTICAS Se refieren a las características de color, olor, sabor y textura de los agreg agregad ados; os; estas estas genera generalme lment nte e nos nos ayuda ayudan n a identi identific ficar ar de dond donde e provienen los materiales. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS AGREGADOS

Las propiedades mecánicas de los materiales son aquellas que tienen relación con el comportamiento de los mismos ante la aplicación de una carga, tales como la resistencia mecánica, el desgate y la resistencia a la flexión. La resist resistenc encia ia de los los agreg agregado ados, s, es decisi decisiva va para para la resist resisten encia cia del concreto fabricados con ellos, dada su alta proporción en la mezcla, no se puede pretender que esta alcance una resistencia más alta que la de los granos pétreos que la componen; ya que los concretos hechos con agregados de baja resistencia tienen poca resistencia al desgaste, lo que


pued puede e resu result ltar ar crit critic ico o en pavi pavime ment ntos os,, túne túnele les, s, tube tuberí rías as a pres presió ión, n, aliviaderos, entre otros. La resistencia más critica es la del agregado grueso, para evaluarla se acude acude al ensay ensayo o de desga desgaste ste que que

prod produc uce e de La máquina de los

Ángeles (Covenin 266 y 267)(ASTM C131 Y C535), estos ensayos miden, granulométricamente, el fraccionamiento que sufren las partículas de agregado, las normas suelen permitir un limite máximo de desgaste del 50%, 50%, sin sin emba embarg rgo o de acue acuerd rdo o con con

las las cond condic icio ione nes s del del conc concre reto to

deseado, se pueden requerir limites más exigentes; los agregados de alta resistencia al desgaste suelen tener perdidas de menos del 20%; otro índice que puede ayudar a conocer la resistencia de los agregados es la medida de su dureza superficial (Covenin 265 – ASTM C255), ya que que esta esta es la capac capacid idad ad del agreg agregad ado o de resis resisti tirr

la abras abrasió ión n y

degradación durante la producción, colocación y curado de las mezclas, así como durante la vida útil de la obra. PROPIEDADES HIDRAÚLICAS DE LOS AGREGADOS

Las propiedades hidráulicas se refieren al comportamiento que muestra un mate materi rial al en pres presen enci cia a de agua agua;; para para los los agre agrega gado dos s pode podemo mos s mencionar la porosidad y la permeabilidad. La porosidad de un cuerpo sólido es la relación de su volumen de vacíos entr entre e su volu volume men n tota total, l, expr expres esad ada a como como %vol %volum umen en;; en cuan cuanto to a permeabilidad es la capacidad que tiene un cuerpo de permitir el paso del agua; agua; algu alguna nas s rocas rocas,, posee poseen n un sistem sistema a de poro poros s que que inclu incluyen yen numerosos vacíos, relativamente grandes, que en su mayoría se hallan interconectados interconectados y que las hace permeables, de esta forma las rocas que poseen un bajo %Porosidad manifiestan un coeficiente de permeabilidad comparativamente comparativamente alto; alto; se dice que que las piedras piedras cristalinas son menos permeables que las porosas.


GRANULOMETRIA Una de las características que se estudia con más detenimiento en los agregados, es su granulometría, lo cual se lleva a cabo a través de un

ANALISIS ANALISIS GRANULOM GRANULOMETRIC ETRICO O, el cual nos permite determinar la grad gradaci ación ón de los los mater material iales es que que serán serán usado usados s como como agreg agregad ados; os; la gradación gradación o granulometría granulometría se refiere refiere a la composición composición del del material en en cuanto a distribución de los tamaños de los granos que integran una muestr muestra; a; para para obten obtener er la distri distribu bució ción n de los los tamañ tamaños, os, se emple emplean an tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente. Para suelos con tamaño de partículas mayor a 0,074 mm se utiliza el método de análisis mecánico mediante tamices, para suelos de tamaño inferior se utiliza el método del hidrómetro, basado en la Ley de Stokes.

Juego de Tamices. Método Mecánico

La granulo granulometr metría ía decide decide

de manera manera muy import importante ante,, la calidad calidad del

material ara su uso como componente del concreto. La granu granulo lomet metría ría del del agreg agregado ado fino fino tiene tiene mayo mayorr influ influen encia cia sobre sobre la plasticidad del concreto que la granulometría gruesa.


La fina finali lida dad d prin princi cipa pall de una una gran granul ulom omet etrí ría a adec adecua uada da es obte obtene nerr mezclas trabajables y con pocos espacios entre los granos para que se requiera menos pasta de cemento; generalmente nos encontramos con

granulometría ría continua continua en la cual dos dos tipos tipos de granu granulo lomet metría rías, s, una una granulomet cual todos los cedazos cedazos tienen fracciones fracciones retenidas retenidas con más del 1% del peso del material, suelen producir concretos más trabajables y con buenas resistencias mecánicas; y la otra es una granulometría discontinua en la cual no hay reteni retenido do en uno o varios varios de los tamices, tamices, si bien bien pueden pueden prod produc ucir ir buen buenos os conc concre reto tos, s, tien tienen en el ries riesgo go de prop propen ende derr a la segregación y a dificultar la trabajabilidad; a partir de los resultados obten obtenido idos s en el análi análisis sis granu granulo lomét métric rico, o, se pued pueden en caract caracter eriza izarr un mater material ial (dete (determ rmina inarr su uso), uso), el mismo mismo nos nos perm permite ite conoc conocer er cierta ciertas s características del agregado que lo hacen o no útil para la actividad especifica que se requiera, estas son: 1.- TAMAÑO MAXIMO : El tamaño máximo de un agregado se refiere al tamaño de sus partículas más gruesas, medido como la abertura del tamiz de malla cuadrada de menor tamaño que deja pasar al menos el 95% en peso de una muestra de agregado, ensayada de acuerdo con la norma Venezolana Covenin 355. El tamaño máximo de un agregado no debe ser mayor que la menor de las siguientes dimensiones: •

1/5 de la menor separación entre los lados del encofrado

•

3/4 de la separación mínima libre entre las barras de refuerzo

•

1/3 del espesor de la placa

Esta Estas s limi limita taci cion ones es pued pueden en omit omitir irse se cuan cuando do a juic juicio io del del Inge Ingeni nier ero o Inspector, la trabajabilidad y la metodología de compactación (vibrado) son son tales ales que el con concret creto o puede ser ser colocad cado sin sin que origi igine cang cangre reje jera ras, s, oque oqueda dade des s o vací vacío os en el mate materi rial al resu result ltan ante te.. Las Las limitaciones en el tamaño máximo se establecen con el fin de asegurar


el recubrimiento adecuado del acero de refuerzo y minimizar el riesgo de oquedades o cangrejeras en el producto final. En función de estudios estudios realizados, realizados, donde se relaciona relaciona

α

y Asentamiento Asentamiento

con la resistencia del concreto, se obtuvo que para concretos de alta resistencia predomina predomina la Ley de Abrams, así que manteniendo manteniendo constante el cont conten enid ido o de conc concre reto to y

α

, se logr logran an mayo mayore res s resi resist sten enci cias as al

dismin disminui uirr el tamaño tamaño máxim máximo; o; para para concr concreto etos s conv convenc encio iona nales les debe debe usar usarse se el mayo mayorr tama tamaño ño máxi máximo mo que que sea sea posi posibl ble, e, limi limita tado do por por la geometría del elemento a vaciar y la separación entre las barras de refue refuerzo rzo,, y por por consi consigu guien iente te usar usar tamañ tamaños os máximo máximos s pequ pequeño eños s para para elaborar concretos de alta resistencia. 2.- MODULO DE FINURA : Se denomina modulo de finura de las arenas, a un

parámet parámetro ro que que se obtiene obtiene

sumando sumando los porcent porcentajes ajes reten retenido idos s

acum acumul ulad ados os en los los ceda cedazo zos s de la seri serie e norm normat atiz izad ada a (4 al 100) 100) y dividiéndolo dividiéndolo entre 100; 100; este valor valor es en cierto modo modo representativo representativo de la finura de la arena, se considera que el modulo de finura adecuado de una una aren arena a para para prod produc ucir ir conc concre reto tos s dent dentro ro de una una gran granul ulom omet etrí ría a aceptable debe estar entre 2,3 y 3,1; donde un valor menor de 2 indica una arena fina, 2,5 indica arena media y mayor de 3,0 indica arena gruesa. El modulo de finura tiene utilidad para detectar con facilidad los cambios que pueda sufrir una determinada arena debido a variaciones en la explotación y/o manejo; sin embargo para comparar arenas de distintos orígenes puede conducir a errores y no sustituye, desde luego, la información que brindan curvas granulométricas completas. 3.-SEGREGACIÓN: Cuando se manejan agregados en los cuales hay

granulometrías rías discontinu discontinuas) as), prese presenci ncia a de tamaño tamaños s muy difer diferen entes tes (granulomet puede presentarse tendencia a su separación, dando lugar a lo que se conoce segregación del agregado, la cual, a su vez, genera concretos de


calidad heterogénea y dudosa. La segregación se puede contrarrestar manejando los agregados en fracciones separadas de acuerdo con sus tamaños, las cuales se combinan en el momento de mezclado. Si en lugar de dos fracciones habituales, se usaran sub – fracciones de estos materiales, se lograrían concretos más estables y homogéneos, aunque esto implica mayores costos, cuando mayor sea el numero de fracciones fracciones en que se divida el agregado, mayores posibilidades habrá de mantener constante la curva granulométrica. 4.- ULTRAFINOS : Se consideran tales partículas de agregado de menor tamaño , principalmente las menores del tamiz Nº 200, algunas veces se pueden incluir las menores que el tamiz 100 o las del tamiz 50; además del del tama tamaño ño en los los ultr ultraf afin inos os es impo import rtan ante te cono conoce cerr su cali calida dad d mineralógica, ya que entre estos se distinguen materiales silicios, calizos y arcill arcilloso osos; s; los los dos dos prime primero ros s son prin princip cipalm alment ente e parte parte de los los limos limos mien mientr tras as que que las las arci arcill llas as prod produc ucen en part partíc ícul ulas as de meno menorr tama tamaño ño,, inclui incluido dos s los los colo coloide ides. s. Los Los ultra ultrafin finos os se prese presenta ntan n de forma forma natur natural al acompañando las arenas en forma más o menos homogénea; en cambio cuando acompañan las fracciones de agregado grueso, suelen ser fuente de problemas para el concreto. Cantidades importantes de ultrafinos en las mezclas pueden producir desde grandes trastornos hasta grandes bene benefi fici cios os.. Los Los ultr ultraf afin inos os,, como como polv polvo o que que son, son, cola colabo bora ran n con con el mecanismo de lubricación de la mezcla, conjuntamente con el cemento; los calizos y en ciertas proporciones los arcillosos, mejoran la retención de agua, produciendo concretos con mejores características en estado fresco. Algunos ultrafinos silicios o arcillosos, aunque no mejoren en alto grado las propiedades de las mezclas en estado fresco, pueden producir una mejora importante en las resistencias a largo plazo de los concretos concretos pobres, este efecto puede ser aprovechado con éxito en concretos que


no van a ser solicitados en edades tempranas, como algunos concretos masivos para represas y otros. Para concretos de alta resistencia es necesa necesario rio limit limitar ar la canti cantidad dad de ultra ultrafin finos, os, inclu incluso so por por debaj debajo o de lo señalado señalado en las normas, normas, es preferible preferible obtener obtener el efecto fluidifi fluidificant cante e y estabilizante de la mezcla mediante el empleo de mayores dosis de cemento o la incorporación de aditivos químicos, ya que los ultrafinos en las mezclas favorecen la retracción. 5.- IMPUREZAS : A los los agre agrega gado dos s los los pued pueden en acom acompa paña ñarr algu alguna nas s impurezas perjudiciales, la mayoría de origen natural y acompañando a la arena; entre las impurezas se destacan las materias orgánicas y las sales naturales.

Materia Orgánica: El humus o materia orgánica procedente procedente de la descomposición de vegetales, acompaña a veces los agregados; esta puede producir trastornos en las reacciones del cemento, el fraguado puede ser alterado e incluso impedido, como es el caso de la presencia de los azucares, también puede verse alterado el endurecimiento y la reacción de los aditivos químicos. Algunos tipos de materia orgánica no llega llegan n a prod produc ucir ir altera alteracio ciones nes impo importa rtante ntes, s, por por lo cual, cual, en térmi término nos s genera generale les s se recom recomie iend nda a hacer hacer prueb pruebas as direct directas as en las las mezcl mezclas as de estud estudio io con con los los materi materiale ales s que que se prete pretend nde e usar; usar; esto esto a travé través s del ensayo que recomienda la norma COVENIN 275 “Método de ensayo para determinar el efecto de impurezas orgánicas del agregado fino en la resistencia de morteros” y ASTM C87.

Sales Naturales: Las sales sales mas mas frecuen frecuentes tes son el clor clorur uro o de sodio y el sulfato de calcio o yeso 6.- FORMA DE LA PARTICULA : Las arenas y las gravas tienen forma redon redonda da y suave suave,, los los agreg agregad ados os tritur triturado ados s (grue (gruesos sos y finos) finos) puede pueden n tener formas planas y alargadas, angulares, angulares, cúbicas de disco o de barra,


estas depende del equipo de trituración usado y de la mineralogía del agreg agregad ado. o. El alar alargam gamien iento to y la angu angular larida idad d extrem extremas as aumen aumentan tan la cantid cantidad ad de cemen cemento to requ requeri erido do para para dar resis resisten tencia cia y dific dificult ultan an el bomb bombeo eo del del conc concre reto to.. Las Las part partíc ícul ulas as plan planas as y alar alarga gada das s tamb tambié ién n aumentan la cantidad de agua requerida para la mezcla. La adherencia entre entre partí partícul culas as angul angulare ares s es mayor mayor que que entre entre las las part partícu ículas las lisas lisas,, prop propie ieda dad d que que pued puede e apro aprove vech char arse se si está están n grad gradad adas as de mane manera ra adec adecua uada da para para cont contra rarr rres esta tarr el aume aument nto o de agua agua requ requer erid ido o para para producir concreto con contenido de cemento y resistencia igual a la de una mezcla con piedra lisa. Todas estas características permitirán determinar el uso adecuado que debemos darle al material, adicionalmente adicionalmente es recomendable recomendable estudiar los siguientes índices, a fin de tener una mejor visión del agregado con el cual se va a trabajar:

RESIST STEN ENCI CIA A 1.- RESI

POTE POTENC NCIA IAL L AL ALCA ALCALI LI: Los agregados que

contienen ciertos tipos tipos de sílices o carbonato carbonatos s pueden reaccionar reaccionar con los álcalis presentes en el cemento Pórtland (óxido de sodio y potasio); el producto cto de la reacc acción ión agrieta eta el con concreto eto o puede crear ear abom abombam bamien iento to en su superf superfici icie; e; esta esta reacc reacció ión n es más más eviden evidente te en ambientes húmedos y calientes (ASTM C289 - 227). 2.- RESISTENCIA A LA CONGELACIÓN Y DESHIELO : La estructura de los poros, la absorción, la porosidad y la permeabilidad de los agregados son de vital vital importa importancia ncia sus se utilizan utilizan para produc producir ir concret concretos os que deban

estar

expuestos

a

ciclos

reiterados

de

congelación

–

descongelación; los agregados que se satura críticamente y después se descongelan, descongelan, no pueden adaptarse a la expansión expansión del agua congelada; congelada; datos

empíricos

revelan

que

el

deterioro

por

congelación

–


descongelación tiene origen en los agregados gruesos y no en los finos (ASTM C 666) 3.- ESTABILIDAD DE VOLUMEN : Se refie refiere re a la suscep susceptib tibil ilida idad d del del agregado a la expansión al ser calentado o a expansio siones y contr contracc accio iones nes cíclic cíclicas as cuan cuando do se satur satura a y seca; seca; deben deben evita evitarse rse los los agregados que pueden sufrir cambios de volumen debido a la humedad.

Generalidades y Materiales Agregados

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