Agregados

Capitulo 04

AGREGADOS PARA EL CONCRETO

4.1 INTRODUCCIÓN

Antiguamente se decía que los agregados eran elementos inertes dentro del concreto ya que no intervenían directamente dentro de las reacciones químicas, la tecnología moderna establece que siendo este material el que mayor % de participación tendrá dentro de la unidad cúbica de concreto sus propiedades y características diversas influyen en todas las propiedades del concreto.

La influencia de este material en las propiedades del concreto tienen efecto importante no sólo 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 elásticas y térmicas, cambios volumétricos y peso unitario del concreto endurecido.

La norma de concreto E-060, recomienda que ha pesar que en ciertas circunstancias agregados que no cumplen con los requisitos estipulados han demostrado un buen comportamiento en experiencias de obras ejecutadas, sin embargo debe tenerse en cuenta que un comportamiento satisfactorio en el pasado no garantiza buenos resultados bajo otras condiciones y en diferentes localizaciones, en la medida de lo posible deberán usarse agregados que cumplan con las especificaciones del proyecto.

4.2 IMPORTANCIA

Los agregados en el concreto ocupan alrededor de las tres cuartas partes del volumen, de ahí la justificación para su adecuada selección, además que agregados débiles podrían limitar la resistencia del concreto. Por otro parte son estos elementos los que proporcionan una estabilidad volumétrica al concreto y durabilidad.

4.3 DEFINICIONES

Agregado

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011.

Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto.

Tamaño Máximo

Corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra de agregado.

Tamaño Nominal Máximo

Corresponde al menor tamiz en el cual se produce el primer retenido.

Módulo de Fineza

Criterio Establecido en 1925 por Duff Abrams a partir de las granulometrías del material se puede intuir una fineza promedio del material utilizando la siguiente expresión:

Nota : Granulometría con igual modulo de fineza producen mezclas similares tanto tanto en resistencia, trabajabilidad y solicitaciones de agua.

4.4 CLASIFICACIÓN

Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son:

4.4.1. Por su naturaleza

Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de de mayor uso, además los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en : agregado grueso, fino y hormigón (agregado global).

a. El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8” y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas.

b. El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

c. El hormigón, es el material conformado por una mezcla de arena y grava este material mezclado en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera.

4.4.2. Por su densidad

Se pueden clasificar en agregados de peso especifico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos específicos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos pesos específicos son mayores a 2.75.

4.4.3. Por el Origen, Forma y Textura Superficial

Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geométrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En términos descriptivos la forma de los agregados pueden ser:

• Angular : Cuyos bordes están bien definidos y formado por la intersección de

sus caras ( planas) además de poca evidencia de desgaste en caras y

bordes.

• Sub angular : Evidencian algo de desgaste en caras y bordes, pero las caras están

intactas.

• Sub redondeada : Considerable desgaste en caras y bordes.

• Redondeada : Bordes desgastados casi eliminados.

• Muy Redondeada : Sin caras ni bordes

Respecto de la textura superficial estas pueden ser:

• Lisa

• Áspera

• Granular

• Vítrea

• Cristalina

La textura superficial depende de la dureza, tamaño del grano y las características de la roca original. La forma y la textura del material pueden influir altamente en la resistencia a la flexión del concreto estas características se deben controlar obligatoriamente en los concretos de alta resistencia. También se puede afirmar que la forma y textura de las arenas influyen en los requerimientos de agua en el concreto .

4.4.4. Por el Tamaño del Agregado

Según su tamaño, los agregados para concreto son clasificados en:

• Agregados finos (arenas) y

• Agregados gruesos (piedras).

4.5. FUNCIONES DEL AGREGADO

El agregado dentro del concreto cumple principalmente las siguientes funciones:

a. Como esqueleto o relleno adecuado para la pasta (cemento y agua), reduciendo el contenido de pasta en el metro cúbico.

b. Proporciona una masa de partículas capaz de resistir las acciones mecánicas de desgaste o de intemperismo, que puedan actuar sobre el concreto.

c. Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento, de humedecimiento y secado o de calentamiento de la pasta.

Los agregados finos son comúnmente identificados por un número denominado Módulo de finura, que en general es más pequeño a medida que el agregado es más fino. 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 (pasta).

Cuando el concreto está fresco, la pasta también lubrica las partículas de agregado otorgándole cohesión y trabajabilidad a la mezcla. Para cumplir satisfactoriamente con estas funciones la pasta debe cubrir totalmente la superficie de los agregados

Si se fractura una piedra, como se observa en la figura, se reducirá su tamaño y aparecerán nuevas superficies sin haberse modificado el peso total de piedra. Por la misma razón, los agregados de menor tamaño tienen una mayor superficie para lubricar y demandarán mayor cantidad de pasta.

En consecuencia, para elaborar concreto es recomendable utilizar el mayor tamaño de agregado compatible con las características de la estructura.

FIG. 4.1

La textura del material, dice que tan lisa o rugosa es la superficie del material es una característica ligada ala absorción pues agregados muy rugosos tienen mayor absorción que los lisos además que producen concretos menos plásticos.

4.6. PROCESO DE PRODUCCIÓN

La producción de los agregados generalmente se realiza a cielo abierto y se suelen seguir las siguientes actividades:

• Eliminación de las capas no explotables (rocas estériles, degradadas, alteradas, cubierta vegetal etc).

• Extracción de los materiales:

- Extracción de los materiales sin consolidar

- Explotación mixta.

• Extracción de materiales consolidados: suele utilizarse materiales explosivos para lograr la fragmentación de la roca los cuales son transportados después en dumpers o fajas transportadoras.

• Transporte a la planta de tratamiento: generalmente se trata que las canteras se encuentren lo mas cerca posible a la obra de ser necesario el transporte este puede ser: mediante fajas transportadoras o con camiones y/o dumpers.

• Tratamiento de los agregados: a fin de obtener los agregados con las característica deseadas se pueden seguir las siguientes etapas:

• El chancado o trituración, para disminuir el tamaño de las partículas empleando para ello equipos como chancadoras de mandíbula, percusión, giratorios, molinos de bolas u otros.

• Intercalados entre la actividades de chancado se aparecen los equipos de clasificación que nos permitirán seleccionar las partículas de un material de acuerdo a sus tamaños separándolas entre las que pasan y las que no pasan.

• Muchas veces va ser necesario lavar el material para eliminar el exceso de finos que puede alterar la adherencia del material así como la resistencia principalmente.

• Almacenamiento y envío.

4.7. PROPIEDADES DEL AGREGADO

4.7.1. Propiedades físicas

a. Densidad

Depende de la gravedad específica de sus constituyentes sólidos como de la porosidad del material mismo. La densidad de los agregados es especialmente importante para los casos en que se busca diseñar concretos de bajo o alto peso unitario. Las bajas densidades indican también

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