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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
FACULTAD DE ARQUITECTURA É INGENIERÍA CIVIL
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TERCERA UNIDAD
AGREGADOS EN EL CONCRETO
Ing. Wuilber Mendoza Aparicio
DEFINICION
Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas, de origen natural o artificial, cuyas dimensiones están comprendidas entre los limites fijados en la norma NTP 400.011-2008.Los agregados son la fase discontinua del concreto.
Características
Las características físicas, químicas y mecánicas de los agregados tienen efecto importante no solo en el acabado y calidad final del concreto, sino también sobre la trabajabilidad y consistencia al estado plástico, así como sobre la durabilidad, resistencia, propiedades térmicas, cambios de volumen y peso unitario del concreto endurecido.
Clasificación
1. Por su origen:- Agregados naturales- Agregados artificiales
2. Por su tamaño:- Agregado fino: Pasa íntegramente por el tamiz 3/8 y como mínimo un 95% el tamiz N° 4- Agregado grueso: El que queda retenido como mínimo en un 95 % en el tamiz N° 4
3. Por su peso- Agregados pesados- Agregados de peso normal- Agregados liviano
4. Por su perfil- Redondeado- Irregular- Laminado- Angular
Por su Densidad
Se entiende por densidad como la gravedad específica = Peso/Vol de agua
• Normales Ge = 2.5 a 2.75• Ligeros Ge < 2.5• Pesados Ge > 2.75
Agregado de Peso Normal
Agregados más comunes• Arena • Grava• Piedra triturada
Produce concreto de peso normal 2200 a 2400 kg/m3
Agregado Ligero (1)
Expandido– Esquisto– Arcilla– Pizarra– Escoria
ASTM C 330, NMX-C-299
Produce concreto estructural ligero 1350 a 1850 kg/m3
Agregado Ligero (2)
Piedra pomez Perlita Vermiculita Diatomita
Produce concreto aislante ligero— 250 a 1450 kg/m3
Agregado Pesado
• Barita• Limonita• Magnetita• Ilmenita • Hematita• Esferas de Hierro
ASTM C 637, C 638 (Blindaje para radiación)
Produce concreto pesado de hasta 6400 kg/m3 )
Condiciones de humedad
Humedad Total
Estado
Propiedades - Agregados
• Peso específico : Cociente de dividir el peso de las partículas entre el volumen de las mismas sin considerar los vacíos entre ellas
• Peso Unitario: Es el cociente de dividir el peso de las partículas entre el volumen total incluyendo las partículas.
Características resistentes
a) Resistencia: Capacidad de asimilar la aplicación de fuerzas de compresión, corte, tracción y flexión.
b) Tenacidad: Se denomina así a la resistencia al impacto, su estimación es masa cualitativa que cuantitativa
c) Dureza: Es la resistencia al desgaste por la acción de unas partículas sobre otras o por agentes externos.Se cuantifica por medio de la resistencia a la abrasión en la maquina de los Ángeles. (12 esferas)
Características de los Agregados (1)
Característica Importancia
Resistencia a abrasión y degradación
Resistencia al desgaste en pavimentos y pisos
Resistencia a congelación-deshielo
Descascaramiento de la superficie, aspereza, perdida de sección, deformación
Resistencia a sulfatos Descascaramiento de la superficie, aspereza, pérdida de sección, deformación
Absorción y humedad superficial Control de calidad del concreto
Características y Ensayos de los Agregados (2)Característica Importancia
Granulometría
M F, TMA
Trabajabilidad del concreto en estado fresco, economía
Cálculos para el diseño de mezclas
Forma y textura superficial de las partículas
Trabajabilidad del concreto en estado fresco
Resistencia a la reactividad con los álcalis y cambio de volumen
Sanidad
Masa volumétrica Cálculos para el diseño de mezclas
Masa específica relativa Cálculos para el diseño de mezclas
Tamaños de Partículas
Manejo y Almacenamiento de Agregados
Almacenamiento
• Minimizar la segregación y la degradación• Prevenir la contaminación• Apilar en capas delgadas de espesor uniforme
y horizontales• Terreno plano y nivelado con pendiente para
el escurrimiento del agua• Sobre plantilla de concreto o una capa perdida
del agregado• Evitar el tránsito de vehículos
Almacenamiento y manejo
• El método más económico y aceptable de formación de pilas de agregados es el método de volteo con camión
• Se recupera el agregado con cargador frontal
Almacenamiento y manejo
Almacenamiento y manejo
Almacenamiento y manejo
Análisis GranulométricoEl análisis granulométrico o granulometría, es la representación numérica de la distribución volumétrica de las partículas por tamaños.El agregado se tamiza por una serie de mallas de aberturas conocidas y luego pesar los materiales retenidos refiriéndolos en % con respecto al peso total.El nombre de las mallas se establece en función del número de aberturas por pulgada cuadrada.Tamaño máximo: El menor tamiz por el que pasa todo el agregado tamizado
Tamaño máximo nominal: Correspondiente al menor tamiz que produce el primer retenido.
Tabla 1 Tamices estándar ASTMDENOMINACIÓN DEL
TAMIZ ABERTURA
EN PULGADAS ABERTURA ENMILIMETROS
3” 3.0000 75.0000
1 ½” 1.5000 37.5000
3/4” 0.7500 19.0000
3/8” 0.3750 9.5000
N° 4 0.1870 4.7500
N° 8 0.0937 2.3600
N° 16 0.0469 1.1800
N° 30 0.0234 0.5900
N° 50 0.0117 0.2950
N° 100N° 200
0.00590.0029
0.14750.0737
Mallas - Granulometría
• 3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8” • N° 4, Nº 8, Nº 16, Nº 30, Nº 50, Nº 100, N° 200• Modulo de fineza = Sumatoria de los porcentajes retenidos
acumulativos de la serie de mallas estándar hasta el tamiz N° 100 y esta cantidad divide entre 100.
• El agregado fino debe de tener un módulo de fineza no menor de 2.3 ni mayor que 3.1.
• Los agregados finos con módulos de fineza comprendidos entre los módulos 2.3 y 2.8 producen concretos de buena trabajabilidad
• Los que se encuentran entre 2.8 y 3.1. son los más favorables para concretos de alta resistencia
Límites de Granulometría del Agregado Fino
FIG. 5.5 CARACTERISTICAS FISICAS Y GRANULOMETRICAS DE ARENA PARA CONCRETO
MUESTRA : ARENA PARA CONCRETO FECHA : 07/10/93 PROCEDENCIA : CANTERA HOSPICIO TECNICO : V. RAMOS
GRANULOMETRIA CARACTERISTICAS FISICAS
MALLA PESO % % % MODULO DE FINEZA 2.82RETENIDO RETENIDO RETENIDO PASANTE TAMAÑO MAXIMO N/A
EN GR. ACUMUL. ACUMUL. PESO ESPECIFICO 2.66 gr/cm3
3" 0.0 0.0 100.0 IMPUREZAS ORGANICAS NO HAY2 1/2" 0.0 0.0 100.0 % HUMEDAD 0.6
2" 0.0 0.0 100.0 % ABSORCION 0.71 1/2" 0.0 0.0 100.0 % MATERIAL < # 200 1.2 (lavado)
1" 0.0 0.0 100.0 % ABRASION a 5003/4" 0.0 0.0 100.0 REVOLUCIONES N/A1/2" 0.0 0.0 100.0 % ARCILLA Y PARTICULAS3/8" 0.0 0.0 100.0 DESMENUZABLES NO HAY# 4 24.0 2.3 2.3 97.7 % PARTICULAS LIGERAS 0.7# 8 187.3 17.6 19.9 80.1 % DESGASTE a 5 ciclos con
# 16 185.8 17.5 37.4 62.6 SO4Na2 1.34# 30 195.8 18.4 55.8 44.2 REACTIVIDAD ALCALINA# 50 178.7 16.8 72.7 27.3# 100 221.9 20.9 93.5 6.5 OTROS :# 200 58.6 5.5 99.1 0.9
< # 200 9.9 0.9 100.0 0.0 PESO UNITARIO SUELTO : 1,667 Kg/m3
MODULO PESO UNITARIO TOTAL 1,062.0 100.0 FINEZA 2.82 COMPACTADO : 1,794 Kg/m3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMICES STANDARD ASTM
% P
AS
AN
TE
3" 21/2" 2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 1" 4 8 16 30 50 100 200
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% R
ET
EN
IDO
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMICES STANDARD ASTM
% P
AS
AN
TE
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% R
ET
EN
IDO
LIMITES ASTM C-33
PARA ARENA
2"3" 21/2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" No 4 No 8 No 16 No 30 No 50 No 100 No 200
Límites de Granulometría
Tamaño Máximo Nominal del Agregado
1/5 de la dimensión más pequeña del elemento de concreto
3/4 del espacio libre entre las barras de acero del refuerzo y entre las varillas de refuerzo y las cimbras
1/3 de la profundidad de las losas
El tamaño no debe exceder de:
Tabla 5.6 .- Requisitos granulométricos ASTM C-33 para Agregado grueso en % pasante acumulativo en peso para cada malla standard
(abertura cuadrada)
Malla Número de identificación de granulometría ASTM C-33
1 2 3 357 4 457 31/2” a 11/2” 21/2” a 11/2” 2” a 1” 2” a # 4 11/2” a 3/4” 11/2” a #4
4” 100 3 1/2” 90 a 100
3” ----- 100 2 1/2” 25 a 60 90 a 100 100 100
2” ----- 35 a 70 90 a 100 95 a 100 100 100 1 1/2” 0 a 15 0 a 15 35 a 70 ----- 90 a 100 95 a 100
1” ----- ----- 0 a 15 35 a 70 20 a 55 ----- 3/4” 0 a 5 0 a 5 ----- ----- 0 a 15 35 a 70 1/2” 0 a 5 10 a 30 ----- ----- 3/8” ----- 0 a 5 10 a 30 # 4 0 a 5 0 a 5
Malla Número de identificación de granulometría ASTM C-33
5 56 57 6 67 7 8 1”a 1/2” 1”a 3/8” 1” a #4 3/4”a 3/8” 3/4” a #4 1/2” a #4 3/8” a #8
1 1/2” 100 100 100 1” 90 a 100 90 a 100 95 a 100 100 100
3/4” 20 a 55 40 a 85 ----- 90 a 100 90 a 100 100 1/2” 0 a 10 10 a 40 25 a 60 20 a 55 ----- 90 a 100 100 3/8” 0 a 5 0 a 15 ---- 0 a 15 20 a 55 40 a 70 85 a 100 # 4 0 a 5 0 a 10 0 a 5 0 a 10 0 a 15 10 a 30 # 8 0 a 5 0 a 5 0 a 5 0 a 10 # 16 0 a 5
Granulometría del Agregado Grueso
TamizPorcentaje
que pasa (en masa)
37.5 mm
(1½ pulg.)
100
25.0 mm
(1 pulg.)
95 a 100
12.5 mm
(½ pulg.)
25 a 60
4.75 mm
(No. 4) 0 a 10
2.36 mm
(No. 8) 0 a 5
25 a 4.75 mm [1 pulg. a No. 4]
Reducción de los Vacíos
Materiales Perjudiciales (1)
Sustancia Efecto en el concreto
Impurezas orgánicas
Afecta el tiempo de fraguado y el endurecimiento, puede causar deterioro
Material más fino que 75 m (tamiz No. 200)
Afecta adherencia, aumenta la demanda de agua
Carbón, lignito u otro material ligero
Afecta la durabilidad, puede causar manchas y erupciones
Partículas blandas Afecta la durabilidad
Substances Efecto en el concreto
Terrones de arcilla y partículas desmenuzables
Afecta la trabajabilidad y la durabilidad, puede causar erupciones
Agregados reactivos con los álcalis
Causa expansión anormal, fisuración en forma de mapa (“viboritas”, acocodrilamiento, piel de cocodrilo)
Materiales Perjudiciales (2)
Tabla 5.7 Requisitos Granulométricos para agregado fino y límites para sustancias perjudiciales en agregado fino y grueso según ASTM C-33
Requisitos Granulométricos
Límites para sustancias perjudiciales
Tamiz Límites Descripción Agregado Agregado Standard Totales Fino Grueso
% ( % ) ( % ) acumulativo pasante
3/8” 100 1) Lentes de arcilla y partículas desmenuzables.
3.0 2.0 a 10.0 (c)
# 4 95 a 100 2) Material menor que la malla
#200 3.0 a 5.0 (a) 1.0(g)
# 8 80 a 100 3) Carbón y lignito 0.5 a 1.0 (b) 0.5 a 1.0 (d)
# 16 50 a 85 4) Partículas ligeras ( G 2.4 ) ----- 3.0 a 8.0 (e)
# 30 25 a 60 5) Suma de 1), 3), y 4) ----- 3.0 a 10.0 (f)
# 50 10 a 30 6) Abrasión ----- 50.0
# 100 2 a 10 7) Desgaste con Sulfato de Na 10.0 12.0
8) Desgaste con Sulfato de Mg 15.0 18.0
NOTAS: a) 3% para concretos sujetos a abrasión y 5% para los demás. Si se trata de arena proveniente de chancado y el material #200 no es arcilla, los límites pueden subirse a 5% y 7%. b) 0.5% cuando la apariencia del concreto es importante y 1% para el resto. c) 2% y 3% para concreto arquitectónico en clima severo y moderado, 3% para losas y pavimentos expuestos a humedecimiento, 5% en estructuras interiores y 10% en zapatas y columnas interiores. d) 0.5 % en concreto al exterior, 1% en el resto. e) 3% en concreto arquitectónico, 5% en concreto a la intemperie, 8 % en el resto. f) 3% y 5% para concreto estructural en clima severo y moderado, 7% en concreto a la intemperie, 10% en el resto. g) Este límite puede incrementarse a 1.5% si el material #200 no es arcilla o si el agregado fino tiene un %#200 inferior al límite permisible, en cuyo caso el límite se calculará usando la fórmula L=1+[(P)/(100-P)](T-A), donde L es el nuevo límite, P es el % de arena con respecto al total de agregados, T es el límite de la Tabla para la arena y A es el %#200 en la arena.
Tabla 5.2.- Minerales, rocas y materiales sintéticos que pueden ser potencialmente reactivos con los álcalis del cemento.
REACCION REACCION ALCALI - SILICE ALCALI - CARBONATO
Andesitas Pizarras Opalinas Dolomitas Calcíticas
Argillitas Filitas Calizas Dolomíticas
Ciertas Calizas y Dolomitas
Cuarcita Dolomitas de grano fino
Calcedonia Cuarzosa
Cristobalita Riolitas
Dacita Esquistos
Vidrio Volcánico Pizarras Silicias y
ciertas otras formas de cuarzo
Gneiss Granítico Vidrio Silíceo, Sintético
y Natural
Opalo Tridimita
Almacenamiento y manejo
Agregado de Concreto Reciclado
FIG. 5.3 Gráfico para evaluar Reactividad Potencial a los álcalis
( Método químico ASTM C-289 )
0
100
200
300
400
500
600
700
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
Cantidad Sc - Sílice Disuelto ( milimoles por litro )
Cantidad Rc - Reducción en alcalinidad
( milimoles por litro )
FIG. 5.3 Gráfico para evaluar Reactividad Potencial a los álcalis ( Método químico ASTM C-289 )
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
Cantidad Sc - Sílice Disuelto ( milimoles por litro )
Cantidad Rc - Reducción en alcalinidad
( milimoles por litro )
Agregados Considerados Reactivos
Agregados considerados potencialment
e reactivos
Agregados Considerados Inocuos
1 2.5 5.0 7.5 10 25 50 75 100 250 500 750 1000 2500
Recordemos las realidades del Recordemos las realidades del mercado del cemento y el concreto mercado del cemento y el concreto en nuestro medio y como repercute en nuestro medio y como repercute
en el mercado de agregadosen el mercado de agregados
Distribución aproximada de la producción de concreto en el Perú en porcentaje
11%8%
81%
Premezclado Concreto por contratistas Concreto informal
Realidades de las canteras en Lima y Provincias Realidades de las canteras en Lima y Provincias
1) El control de calidad lo ejecutan de manera regular sólo la industria del premezclado y los contratistas grandes en las obras cuya magnitud y precios lo costean .
2) El 89% del mercado de productores de concreto no lo exige a los proveedores ni lo
ejecuta.
Canteras de Agregados en Canteras de Agregados en LimaLima
1) Cono Norte : Trapiche, Los Primos
2) Cono sur: Lurín, Tocto
3) Centro : La Molina, Manchay, Jicamarca, La Gloria
4) Arequipa: Rio Socabaya, Miraflores
• La Poderosa
• Yura
Canteras de Agregados en Canteras de Agregados en ProvinciasProvincias
1) Situación general similar1) Situación general similar
3) Sólo en proyectos puntuales 3) Sólo en proyectos puntuales importantes se tienen agregados importantes se tienen agregados calificadoscalificados
2) Círculo vicioso Mercado-2) Círculo vicioso Mercado-DemandaDemanda
Observaciones Observaciones
1) La mayoría de las canteras en Lima y provincias tienen exceso de material pasante de la malla # 200, contaminación de sales solubles y variaciones frecuentes en granulometría de piedra y arena.
2) Los proveedores de agregados sólo procesan adecuadamente el 11% de su producción ya que esa es la demanda de la industria del premezclado.
Fin