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Curso: Materiales de Construcción - Docente: Ing. Gabriel Cachi Cerna

SESIÓN II: MATERIALES PÉTREOS: ROCAS ÍGNEAS, SEDIMENTARIAS, METAMORFICAS .

AGREGADOS.

¿En que me ayuda este

tema mi curso?en


Un mineral es una sustancia natural que se diferencia del resto porsu origen inorgánico, su homogeneidad, composición químicapreestablecida y que corrientemente ostenta una estructura decristal. Entre sus funciones principales se cuenta la de ser uncomponente decisivo y fundamental para la conservación y la saludde los seres vivos, ya que su presencia resulta determinante para laactividad de las distintas células.


CONOCIDOS TAMBIÉN COMO MATERIALES PÉTREOS


ROCAS ÍGNEAS


ROCAS METAMÓRFICAS


ROCAS SEDIMENTARIAS


CONGLOMERADOS O AGREGADOS

MATERIALES PÉTREOS

Son aquellos materiales sólidosy duros formados por unconjunto de minerales y quepueden ser utilizados por el serhumano como material deconstrucción

FUENTE: IMÁGENES GOOGLEMamlouk-Zaiewski, 2009


¿Que es un agregado?

Se denomina agregado a un tipo de material granulado que se utiliza como materia prima en laconstrucción, principalmente por Ingenieros . El agregado se diferencia de otros materiales por su estabilidad química y su resistencia mecánica, y se caracteriza por su tamaño.

Los agregados son el mayor constituyente del concreto, generalmente componen más del 70 por ciento del material en un metro cubico de concreto y son los que hacen que este sea un material económico de construcción. (ASOCRETO, 2010)


FUENTE: IMÁGENES GOOGLE


LOS AGREGADOS

Los agregados naturales son elresultado de la ruptura degrandes masas de rocas. Losagregados tienen dos usosprincipales dentro del campo dela ingeniería civil.



LOS AGREGADOS

En ingeniería civil el terminoagregado hace referencia a unamasa de piedra molida, grava, arena,etc, predominantemente compuestapor partículas individuales, peroincluyendo en algunos casos arcillasy sedimentos.



FUENTE DE LOS AGREGADOS

Entre las fuentes naturales deagregados se incluyen las canterasde gravas y de piedra, y losdepósitos fluviales.



EVALUACIÓN DE LAS FUENTESDE LOS AGREGADOS

Las propiedades físicas y químicas de lasrocas determinan la aceptabilidad de una fuentede agregados para un determinado proyecto deconstrucción.

Estas características varían dentro de una mismacantera de roca o de grava, lo que hace que seanecesario muestrear y someter a pruebascontinuamente los materiales a media que seproducen los agregados


USO DE LOS AGREGADOS

Los agregados empleados como material basepueden añadir estabilidad a una estructura,proporcionar una capa de drenaje y proteger laestructura.

La estabilidad esta en función de la fricción entre laspartículas de los agregados y de la cantidad dematerial aglomerante a base de arcillas ysedimentos contenidos en los huecos existentesentre las partículas del agregado.


USO DE LOS AGREGADOS

En el concreto de cemento portland, entre el60% y el 75% del volumen y entre el 79% y el85% del peso, esta formado por agregados.Actúan como rellenos para reducir la cantidadde pasta de cemento, y por ende los costos.



PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS

Las propiedades de los agregados estándefinidas por las características tanto de laspartículas individuales como por lascaracterísticas del material combinado. Estaspropiedades pueden describirse a su vez segúnsus características física, químicas y mecánicas.

(Mamlouk-Zaiewski, 2009)


FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL DE LAS PARTICULAS

La forma de las partículas individuales de losagregados, determinan como podrá aglomerarseel material para obtener una configuracióndensa así como la movilidad de las piedrasdentro de una mezcla. A la hora de juzgar elmaterial, hay que tener presente dosconsideraciones: la angularidad y la foliación. .


FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL DE LAS PARTÍCULAS

Generalmente, las partículas de agregadoangular dan lugar a capas de materiales conmayor estabilidad que las redondeadas, dadoque su forma hace más complicado que puedandeslizarse. La foliación describe la relación entrelas dimensiones mas pequeñas y más grandesde las partículas del agregado.



FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL DE LAS PARTÍCULAS

La rugosidad de la superficie de las partículasdesempeña un papel importante en la forma enque el agregado se compacta y se fija con elmaterial aglomerante. Los agregados con unatextura rugosa son más difíciles de compactarpara que adopten una configuración densa quelos agregados suaves.



TENACIDAD, DUREZA Y RESISTENCIA A LA ABRASIÓN

La capacidad de los agregadospara resistir el efecto dañinode las cargas esta relacionadacon la dureza de las partículasdel agregado y se describemediante la tenacidad o laresistencia a la abrasión



PRUEBA DE ABRASIÓN

Evalúa la tenacidad y laresistencia a la abrasión de losagregados. En esta prueba, unamuestra de agregadosmezclados con una distribuciónde tamaño fijo se coloca en ungran tambor de acero con bolasde acero de tamaño estándarque actúan como carga abrasiva

Los Ángeles (ASTM C131)




PRUEBA DE ABRASIÓN

El tambor se hace girarnormalmente durante 500revoluciones. Después, elmaterial se extrae de lamaquina y se pasa a través deun tamiz que retiene todo elmaterial original. El porcentajede pérdida de peso será elnúmero de abrasión LA.

Los Ángeles (ASTM C131)



ABSORCIÓN

Aunque los agregados son inertes, puedencapturar agua y aglomerantes asfalticos en loshuecos superficiales. La cantidad de agua queabsorbe el agregado es importante en el diseñodel concreto de cemento portland y en elconcreto asfáltico.



DEFINICIÓN ABSORCIÓN

La absorción se definecomo la humedadcontenida en la condiciónSSD.


CONTENIDO DE HÚMEDAD

Cantidad de líquido queposee un cuerpo.

𝜔 =𝑀𝑎𝑔𝑢𝑎

𝑀𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

TIMOSHENKO, 2012


PROBLEMA EN CLASE

FUENTE: IMÁGENES GOOGLE


GRAVEDAD ESPECÍFICA

La gravedad específica, la masa de unmaterial dividida entre la masa de un volumenigual de agua destilada, se emplea máscomúnmente.

𝐺𝐸=𝜌𝑠

𝜌𝑎𝑔𝑢𝑎


RESISTENCIA DEL AGREGADO

La resistencia del agregado es importante,generalmente en el concreto de alta resistenciay en la capa superficial de los pavimentossometidos a un tráfico intenso. La resistencia delos agregados a la tracción varía entre 0.7 MPa y16 Mpa (100 psi y 2300 psi), mientras que laresistencia a compresión esta entre 35 MPa y350 MPa (5000 psi y 50000 psi). Es difícilcalcular esta propiedad; pero pruebas realizadasen la roca madre proporcionan una pruebaindirecta de este valor.

(Meininger y Nichols, 1990; Barcksdale, 1991).


GRANULOMETRÍA DELAGREGADO

Los agregados de gran tamañosson económicamente ventajososen el concreto de cementoportland y el concreto asfaltico.Pero existe una serie deconsideraciones de construcción,como la capacidad de equipos, lasdimensiones de los elementosconstructivos, el espaciodisponible entre los elementos dela armadura de acero y el espesorde capas, limitan el tamañomáximo de las partículas delagregado.


GRANULOMETRÍA DELAGREGADO

Se utilizan 2 definiciones para describir el tamaño máximo de partícula en mezclas de agregados.

Tamaño máximo del agregado: Es el tamaño del tamiz más pequeño a través del cual puede pasar el 100% de las partículas de la muestra del agregado.

Tamaño máximo nominal del agregado: Se define como el tamiz superior al del tamiz que tiene un retenido acumulado mayor o igual al 10%.


ANÁLISIS GRANULOMETRICO

La granulometría describe la distribución detamaños de las partículas de los agregados. Se diceque el agregado al tener mayor tamaño son máseconómicos ya que requieren menos aglomerante.

Los resultados del análisis granulométrico sedescriben mediante los porcentajes acumulados deagregados que pasan a través de, o que sonretenidos por un tamaño de tamiz especifico.


Tamices con su respectiva abertura en mm.(Fuente: Mamlouk-Zaniewski,2009)


PROBLEMA EN CLASE


SUSTANCIAS NOCIVAS

ADAPTADO DE Mamlouk-Zaiewski, 2009


MODULO DE FINURA

El modulo de finura es una medida de la granulometríade los agregados y se utiliza principalmente en eldiseño de mezclas de concreto de cemento portland.Mayoritariamente se calcula en el agregado fino.

𝑀𝐹 =(( % 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠 3", 11

2",34 ",

12 ",

38 ", 𝑁° 4) + 500)

100

AGREGADO FINO

Mamlouk-Zaiewski, 2009FORMULA: LABORATORIO UNIVERSIDAD

PRIVADA DEL NORTE


MODULO DE FINURA

𝑀𝐹 =(( % 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠 3", 11

2",34 ",

12 ",

38 ", 𝑁° 4) + 500)

100

AGREGADO FINO

AGREGADO GRUESO

𝑀𝐹 =( % 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠 4, 8,16,30,50,100)

100

FORMULA: LABORATORIO UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE


TOMA DE MUESTRASASTM D75


El muestreo se define como la operación de remociónde una parte conveniente en tamaño para el ensayo,de un todo que es de un volumen mucho más grande,de forma tal que la proporción y distribución de lascalidades a ser ensayadas son las mismas en la parteremovida y el volumen total.

Tamaño Máximo

(mm.)

Masa mínima

(kg)

<5 13

5-25 25

>25 50

Tabla. “Masas mínimas de las muestras para ensayos”Fuente: ASOCRETO, 2010


Como se ve en la tabla 3, la muestra puede serbastante grande, especialmente cuando esnecesario conocer las propiedades delagregado grueso, de modo que es necesarioreducirla antes del ensayo. En todas las etapasde reducción es preciso retener el carácterrepresentativo de la muestra, con el objeto deque la ensayada, tenga las mismaspropiedades de la principal. Existen 3 formasde reducir el tamaño de la muestra, la cual eneste texto nos interesa la de partición porcuartos. (ASOCRETO, 2010)


Partición por cuartos: La muestra principalse mezcla hasta que tenga aspecto uniforme,en el caso de agregado fino se humedece paraevitar la segregación. El material se amontonaen forma de cono y a continuación se revuelvecon una pala para forma de nuevo un cono.Esto se repite dos veces, depositando siempreel material en la cúspide del cono, de modo quela caída de partículas se distribuyauniformemente sobre la circunferencia de labase, luego es aplanar el cono, y dividirlo encuartos. Se descartan dos opuestos, para quelos otros dos formen la muestra, o si todavía esdemasiado, se reduce nuevamente medianteuna partición. (ASOCRETO, 2010)


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