UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA TEMA: ROCAS Y AGREGADOS ING. HEDDY JIMENEZ
INTRODUCCION Las rocas son materiales solidificados de la superficie terrestre, compuesto de uno o varios minerales y también de sustancias amorfas no cristalinas, que forman masas de notables dimensiones y geológicamente independientes. Se clasifican en Magmáticas, Metamórficas, y Sedimentarias en función de su proceso de génesis. Todas las rocas están sometidas a un ciclo petrogenético mas o menos completo. Las rocas pueden ser utilizados en la construcción, como agregados, materiales •
INTRODUCCION Las rocas son materiales solidificados de la superficie terrestre, compuesto de uno o varios minerales y también de sustancias amorfas no cristalinas, que forman masas de notables dimensiones y geológicamente independientes. Se clasifican en Magmáticas, Metamórficas, y Sedimentarias en función de su proceso de génesis. Todas las rocas están sometidas a un ciclo petrogenético mas o menos completo. Las rocas pueden ser utilizados en la construcción, como agregados, materiales •
ROCAS IGNEAS Son rocas formadas por el enfriamiento y solidificación de materia rocosa fundida, conocida como magma. Las rocas ígneas, compuestas casi en su totalidad por minerales silicatos, suelen clasificarse según su contenido de sílice. Las principales categorías son ácidas o básicas, siendo el granito y la riolita ejemplos del primer grupo, y el gabro y el basalto del segundo.
Por lo general, las rocas ígneas se componen de ortosa, plagioclasas, hornblenda, anfiboles, micas, etc. Sus principales usos en ingeniería civil son: -Para construir muros de contención. -Como piedra chancada para los agregados. -Para pisos ornamentales. -Para construir diques o rompeolas. -Como agregado grueso. •
PRINCIPALES ROCAS IGNEAS Granito. Es una roca ígnea con formación y textura cristalina visible. Es una piedra importante en la construcción; las mejores clases son muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos. Se usa este mineral principalmente para elaborar adoquines, que son piezas labradas de forma prismática y que sirven para empedrar superficies, consiguiendo suelos que sirven de firme para una carretera, camino o espacio abierto de una ciudad (calle, plaza o parque). El tamaño de un adoquín en un modelo estándar se sitúa alrededor de 20 x 10 x 15 cm, siendo un sólido fácilmente manejable por un hombre con
Las caras laterales están un poco achaflanadas para que el encaje entre piezas quede asegurado en su colocación. Este proceso se lleva a cabo haciendo descansar los adoquines sobre un lecho de arena, que posteriormente se riega con una lechada de cemento que actúa de ligante entre las juntas y aglutina las piezas.
El granito ofrece resistencia al desgaste producido por el tráfico peatonal y rodado, y presenta facilidad para ser trabajado.
Diorita: Las dioritas se utilizan como material de construcción, especialmente como agregados. Riolita: Las riolitas generalmente los han usado como roca de enchapes y adoquinados, y en la fabricacion de varios tipos de aislantes.
Granodiorita: Se usa como agregados para la construcción. Sienita: Las sienitas se utilizan al igual que el granito especialmente como roca ornamental. Gabros: Se usa como componente de la piedra chancada, y enrocados.
ROCAS SEDIMENTARIAS Son rocas compuestas por materiales transformados, formadas por la acumulación y consolidación de materia mineral pulverizada, depositada por la acción del agua y, en menor medida, del viento o del hielo glaciar. Las rocas sedimentarias se clasifican según su origen en mecánicas o químicas.
Las rocas mecánicas, o fragmentarias, se componen de partículas minerales producidas por la desintegración mecánica de otras rocas y transportadas, sin deterioro químico, gracias al agua. Los materiales que forman rocas sedimentarias pueden ser restos de organismos marinos microscópicos precipitados, sobre el suelo del océano, como es el caso de la caliza.
ARCILLAS
Roca sedimentaria, plástica y tenaz cuando se humedece. Se endurece permanentemente cuando se cuece o calcina. De gran importancia en la construcción, las arcillas plásticas se usan en todos los tipos de alfarería, en ladrillos, baldosas, pipas, ladrillos refractarios y otros productos.
Caolines. Proviene del chino kaoling, es un tipo de arcilla pura, blanda y blanca con plasticidad variable pero generalmente baja, que retiene su color blanco durante la cocción. CALCITA Es un mineral compuesto principalmente por carbonato de calcio (CaCO3). Después del cuarzo, es el mineral más abundante de todos los minerales de la tierra. Es un elemento importante en la fabricación del cemento.
ANTRACITA Proviene del griego anthrax. Es un carbón duro que tiene el mayor contenido de carbono fijo y el menor contenido de material volátil de todos los tipos de carbón. Contiene aproximadamente un 87.1% de carbono, un 9.3% de cenizas y un 3.6% de materia volátil. Se utiliza sobre todo como combustible para quemar ladrillos y como fuente de carbono industrial. Aunque se inflama con más dificultad que otros carbones, la antracita libera una gran cantidad de energía al quemarse y desprende poco humo y hollín.
BRECHAS Es una roca de grano grueso formada a partir de fragmentos mayores de 2 mm insertados en una malla de un material más fino. Por lo general no es recomendable para hacer muros de contención, pero sí para acabados y revestimientos de edificios. TRAVERTINO: Se utiliza como roca ornamental, para la obtención del CaO, etc.
ARENISCA: Las areniscas especialmente las de granos finos y cuando las areniscas tienen como cementante el peróxido de fierro, la roca es casi indestructible, desde que esta sustancia no cambia por el agua atmosférica, de aquí el valor de la arenisca como material de construcción se utiliza en adoquinado de casas y como piedra de afilar, etc. La arenisca de cuarzo mas o menos puro se emplea como materia prima para el vidrio.
LUTITA: Se utiliza como materia prima para la fabricación de ladrillos, cerámica, etc.. CALIZA: Las calizas tienen diversas aplicaciones. Se utiliza en la fabricación del cemento, en la fabricación del CaO, en la siderúrgica como fúndente, como material de construcción en camino, etc.
ROCAS METAMÓRFICAS. Son aquellas cuya composición y textura originales han sido alteradas por el calor y la presión existentes en las profundidades de la corteza terrestre. El metamorfismo que se produce como resultado tanto de la presión como de la temperatura recibe el nombre de dinamotérmico o regional; el metamorfismo producido por el calor o la intrusión de rocas ígneas recibe el nombre de térmico o de contacto.
MARMOL
Es una variedad cristalina y compacta de caliza metamórfica, que puede pulirse hasta obtener un gran brillo y se emplea sobre todo en la construcción y como material escultórico. Comercialmente, el término se amplía para incluir cualquier roca compuesta de carbonato de calcio que pueda pulirse, e incluye algunas calizas comunes; también incluyen, en términos genéricos, piedras como el alabastro, la serpentina y en ocasiones, el granito.
El mármol más puro es el mármol estatuario, que es blanco con una estructura cristalina visible. El brillo característico de este tipo de mármol se debe al efecto que produce la luz al penetrar levemente en la piedra antes de ser reflejada por las superficies de los cristales internos. Hay mármoles que contienen una cantidad variable de impurezas, que dan lugar a los modelos jaspeados que son tan apreciados. Se usan para la construcción y sobre todo en •
Los mármoles se utiliza como material de construcción especialmente como roca ornamental; también para la obtención del CaO, etc. Cuarcita: Es una roca muy importante para la construcción, se utiliza en la defensa de puertos. Gneis: Los gneis se han aplicado como material de construcción las variedades que por su estructura y composición mineralógica se aproximan al granito tienen la misma aplicación que esta roca.
AGREGADOS •
Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.
AGREGADOS GRUESOS Características y usos de las gravas Los agregados gruesos o gravas, consisten de materiales extraídos de rocas de cantera, triturados o procesados, piedra bola o canto rodado, cuyas partículas comprenden tamaños desde 4.75 mm hasta 6 pulgadas, para los fragmentos más grandes.
AGREGADOS FINOS Los agregados finos o arenas consisten en arena natural extraída de los ríos, los lagos, depósitos volcánicos o arenas artificiales, esto es, que han sido trituradas. Estos agregados abarcan normalmente partículas entre 4.75 y 0.075 mm. Arena natural 0-3 (De 0 a 3 milimetros de tamaño máximo) Se pueden encontrar en el tipo de rocas andesítico. Se utiliza en la elaboración de: Concreto, tubos, bloques, morteros y aplanados.. •
•
•
Arena natural 0-5 (De 0 a 5 milímetros de tamaño máximo) Se pueden encontrar en el tipo de rocas andesítico. Se utiliza en la elaboración de: Concreto, tubos, bloques y elementos prefabricados.. Arena triturada 0-5 (De 0 a 5 milímetros de tamaño máximo) Se pueden encontrar en el tipo de rocas andesítico y basalto andesítico. Se utiliza en la elaboración de: Concreto, tubos, bloques y mezclas asfálticas.
AGREGADOS PARA EL CONCRETO •
•
El concreto es básicamente una mezcla de dos componentes: Agregado y pasta. La pasta, compuesta de Cemento Portland y agua, une a los agregados: arena y grava o piedra triturada, para formar una masa semejante a una roca pues la pasta endurece debido a la reacción química entre el Cemento y el agua.
•
Como los agregados constituyen aproximadamente el 60 al 75 % del volumen total del concreto, su selección es importante. Los agregados deben consistir en partículas con resistencia adecuada así como resistencias a condiciones de exposición a la intemperie y no deben contener materiales que pudieran causar deterioro del concreto. Para tener un uso eficiente de la pasta de cemento y agua, es deseable contar con una granulometría continua de tamaños de partículas.
•
•
La función de los agregados en el concreto es la de crear un esqueleto rígido y estable lo que se logra uniéndolos con cemento y agua . La función de la pasta cuando el concreto esta fresco es la de lubricar a las partículas de agregado otorgándole cohesión y trabajabilidad a la mezcla.
•
Si se fractura una piedra se reducirá su tamaño y aparecerá nuevas superficies, ya que la pasta debe cubrir totalmente las superficies de los agregados, en los agregados de menor tamaño se tendrá que proporcionar una mayor cantidad de pasta, para que el concreto sea trabajable.
•
•
También es importante que en el agregado la cantidad de granos de menor tamaño esté bien balanceada en la composición total del agregado. Los agregados que no presentan estos requerimientos tienen una mayor cantidad de espacios vacíos entre sus partículas y puestos en el concreto requerirán de una mayor cantidad de pasta.
•
Por estas razones la norma establece curvas granulométricas entre las que debe que dar comprendido el agregado a usar en el concreto. Otro concepto que es importante en los agregados es la A B SORCI ON que es el valor de la humedad del agregado cuando tiene todos sus poros llenos de agua , pero su superficie se encuentra seca.
•
•
•
En estas condiciones se hacen los cálculos de dosificación para elaborar concreto. Sin embargo en los acopios puede tener cualquier contenido de humedad. Si la humedad es inferior a la absorción se deberá agregar más agua al concreto, para compensar lo que absorberán los agregados.
•
•
Por el contrario, si la humedad supera la absorción, habrá que quitar agua al hormigón ya que los agregados estarán aportando agua. La verificación permanente de la calidad de los agregados contribuye a mantener controlada la demanda de agua y la homogeneidad de las mezclas, favoreciendo inmediatamente a la uniformidad del proceso de producción y a propiedades de interés del hormigón como:
•
•
•
•
La estabilidad dimensional. La resistencia mecánica. La durabilidad. En resumen, mejorará el beneficio técnico y económico derivado de la utilización del hormigón.
E N SAYOS F I SI COS •
•
Estos ensayos son realizados para verificar si los agregados cumplen con los requisitos establecidos por las normas para sus usos en concretos y morteros. También con el conocimiento de que en el concreto depende mucho las características de los agregados ya que estos conforman las ¾ partes del volumen total de la mezcla.
ENSAYO DE GRANULOMETRIA Según NTP 400.012:2001 ENSAYO DE PESOS UNITARIOS Según NTP 400.017 ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION Según NTP 400.021 – NTP 400.022 ENSAYO DEL MATERIAL QUE PASA LA MALLA #200 Según NTP 400.018 ENSAYO DE INALTERABILIDAD DE AGREGADOS POR MEDIO DEL SULFATO DE SODIO Según NTP 400.016
ENSAYO PARA DETERMINAR CUALITATIVAMENTE LAS IMPUREZAS ORGÁNICAS DEL AGREGADO FINO
