NDICE DE APLANAMIENTO Y DE ALARGAMIENTO DE LOS AGREGADOS

MANUEL GOMEZ PEREZYAN CARLOS MENDOZAALDAIR MEZANILSON MONTERROZAVICTOR MONTES

ING:ALEX BRACAMONTES

UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERA DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVILMATERIALES DE LA CONTRUCCIONSINCELEJO SUCRE2012

INTRODUCCIONPara poder determinar el ndice de aplanamiento y alargamiento en los agregados gruesos utilizados en las diferentes obras que realizaremos en un futuro se tuvo en cuenta la norma INVE 230, que nos brinda los requisitos generales que deben brindar estos agregados gruesos para su puesta en obra.El ensayo de ndice de aplastamiento y de alargamiento de los agregados gruesos es muy importante ya que sabemos est material cumplen una funcin muy importante en las propiedades del concreto, este tiene efecto no solo en el acabado y calidad final del concreto si no tambin en sobre la trabajabilidad y la consistencia al estado plstico, as como sobre la durabilidad, resistencia, propiedades elsticas y trmicas, cambios volumtricos y peso unitario en el concreto endurecido. Tambin son los encargados de amentarle la resistencia a este por medio de la interaccin con los otros agregados como la arena y el agua. Tambin Proporciona una masa de partculas capaz de resistir las acciones mecnicas de desgaste o de intemperismo, que puedan actuar sobre el concreto.Una buena distribucin en los tamaos y formas de estos agregados gruesos harn que al mezclarse con los dems agregados para formar la pasta logren acomodarse de una manera mas distribuidas en todo el rea de esta y as reducir de una manera considerable los espacios entre ellos, donde se podr acomodar el agregado fino (arena), y as podr cumplir con las resistencia adecuada. Para todo esto es adecuado hacer este laboratorio y presentar dicho informe, ya que nos ayudara a entender un poco mas sobre todo este tema.

OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL Determinar los ndices de aplanamiento y alargamiento de los agregados gruesos de origen natural para ser empleados en las construcciones.OBJETIVOS ESPESIFICOS Entender la importancia que tiene este ensayo para la utilizacin de estos agregados en las construcciones. Describir el procedimiento que se deben seguir, para la determinacin de los ndices de aplanamiento y de alargamiento, de los agregados que se van a emplear en las construcciones de obras civiles. Aprender a utilizar las plantillas de alargamiento y aplanamiento. Analizar el ensayo cumpliendo con las normas que lo regulan, considerando los pasos que se deben seguir y los materiales que se deben usar. Estabablecer que tan ptimos pueden ser estos agregados para ser empleados en las construcciones civiles.

MARCO TEORICOEfecto de la forma de los agregados en el concreto Las caractersticas de los agregados tienen un efecto significativo en el comportamiento del concreto en estado fresco y endurecido. Las principales caractersticas de los agregados que afectan las propiedades del concreto son forma y textura, gradacin, absorcin, mineraloga, resistencia y mdulo de elasticidad, tamao mximo, gravedad especfica, resistencia al ataque de sulfatos y dureza. En la medida en que se determine la influencia de cada una de estas propiedades en el comportamiento del concreto, ser posible realizar diseos de mezclas ms econmicos.Para lograr una mezcla de concreto ptima se requieren entre otras condiciones que la compacidad de la mezcla de agregados sea la mxima posible con una trabajabilidad adecuada de forma que se minimice la cantidad de pasta de cemento requerida para la pega de los agregados. Igualmente se requiere que sus componentes satisfagan caractersticas que permitan que la mezcla de concreto sea durable y cumpla con los requisitos de trabajabilidad y resistencia establecidos durante el diseo. La estimacin de la compacidad de una mezcla granular es un problema fundamental para el manejo y conocimiento del concreto (Andersen y Johansen, 1991), y depende de 3 parmetros fundamentales: tamao y distribucin de los granos, forma de los granos (morfologa y textura) y mtodo de compactacin de la mezcla de concreto.A mayor contenido de vacos el concreto requiere ms pasta de cemento. Se ha encontrado que el requerimiento de pasta de cemento se reduce alrededor de 4% a 5% cuando se utiliza agregado cbico en vez de agregado alargado y aplanado (Hudson, 1998). As mismo, como la forma de las partculas afecta la compacidad de la mezcla de agregado, esta tiene una alta incidencia en la demanda de pasta de cemento y por lo tanto en los costos del concreto, y afecta tambin la trabajabilidad y las propiedades mecnicas concreto. La forma y textura de los agregados afectan la masa unitaria compacta y por lo tanto juegan un papel importante en el desempeo del mortero y del concreto en estado fresco y puede afectar indirectamente su resistencia al afectar la colocacin y compactacin del concreto.2.1.1 Efecto de la forma de los agregados en las propiedades del concreto frescoLa forma de las partculas afecta la trabajabilidad y colocacin del concreto en estado fresco. El requerimiento de pasta de cemento de la mezcla de concreto est asociado a la superficie especfica de los agregados. Las partculas con una superficie especfica menor como las de forma cbica o redondeada requieren menos pasta de cemento para alcanzar la misma trabajabilidad que una mezcla de concreto producida con agregados de mayor superficie especfica como aquellos que contienen partculas elongadas y aplanadas (Shilstone, 1999). Adicionalmente, las partculas aplanadas, alargadas, angulares y rugosas al acomodarse tienen un alto contenido de vacos, que hacen que la mezcla requiera de ms arena para proporcionar un concreto manejable. Cuando esto sucede, la finura de la mezcla de agregados es mayor, es decir que tiene una superficie especfica mayor, y por ende el requerimiento de pasta incrementa (Legg, 1998). Adems de tener un efecto directo sobre la trabajabilidad de la mezcla, las partculas aplanadas, alargadas, angulares y rugosas producen mezclas que dificultan el acabado superficial del concreto, as como su compactacin. Aunque la textura superficial afecta la trabajabilidad, su influencia no es tan representativa como la que tiene la gradacin y la forma de los agregados (Galloway, 1994). La demanda de agua en una mezcla de concreto tambin esta influenciada por la forma y textura de los agregados. Una demanda mayor de agua para obtener una trabajabilidad dada, reduce la resistencia y aumenta la exudacin del concreto.2.1.2 Efecto de la forma de los agregados en las propiedades del concreto endurecidoLa forma y la textura de los agregados adems de afectar significativamente la trabajabilidad del concreto en estado fresco, tienen un efecto en la resistencia y la durabilidad de concreto endurecido. La textura afecta la adherencia entre las partculas gruesas y la matriz de mortero reflejndose en la variacin de la resistencia. Las partculas rugosas tienden a generar mayores resistencias que las partculas lisas (Kaplan, 1959), especialmente la resistencia a la flexin (Galloway, 1994). Sin embargo, las partculas rugosas incrementan la demanda de agua para una trabajabilidad dada reduciendo de esta forma la resistencia y la durabilidad.La durabilidad est asociada a un contenido bajo de agua, por esta razn los agregados angulares, aplanados y alargados afectan negativamente la durabilidad del concreto ya que incrementan la demanda de agua. En el caso de concretos usados en pavimentos, las partculas aplanadas ubicadas cerca de la superficie impiden la exudacin de agua del mortero ubicado bajo la partcula, causando deterioro de la superficie y por lo tanto disminucin de la durabilidad del mismo (Kosmatka, 1994).Alexander (1996) estableci que la forma y la textura de los agregados tienen un efecto directo en la resistencia influenciando las concentraciones de esfuerzo en el material compuesto y el grado de microfisuras y fisuras antes y despus de la falla. Mehta y Monteiro (1993) encontraron adems que la forma y la textura de los agregados afectan la forma de la curva esfuerzo -deformacin del concreto ya que la morfologa de los agregados influencia la generacin de microfisuras en la zona de transicin. La influencia de la forma de los agregados en la resistencia del concreto es controversial. A pesar de que se ha observado que concretos fabricados con agregados con diferentes formas y un contenido de cemento dado pueden alcanzar niveles de resistencia similares, algunos autores aseguran que los concretos producidos con agregados de forma redondeada y cbica tienden a producir mayores resistencias que agregados alargados y aplanados (Shilstone, 1990).Por lo expuesto anteriormente, existen diferentes especificaciones que limitan el contenido de partculas alargadas o aplanadas en agregados usados en la produccin de concreto. Por ejemplo las normativas espaolas del concreto especifican que el porcentaje en peso de partculas aplanadas debe ser menor al 35% del peso total del concreto. La norma britnica estipula que este porcentaje debe ser menor a 40 %.Las especificaciones del Instituto de Desarrollo Urbano de Bogot establecen que el porcentaje mximo de partculas alargadas y aplanadas debe ser del 15% al 20% dependiendo del tipo de trfico.2.2 Anlisis de forma de partculas: La forma, la angulosidad o redondez, y la textura superficial son tres conceptos relacionados con el anlisis morfolgico que representan las variaciones geomtricas espaciales en diferentes escalas dimensionales (Figura 1). La forma representa la variacin espacial en la escala de dimensin grande, la angularidad o redondez representa la variacin en la escala de dimensin media, y la textura superficial representa la variacin en la dimensin pequea (Barret, 1980). Figura 1. Terminologa de forma de la partcula (Barret, 1980) Las mediciones de la forma de los agregados para el concreto, han sido ampliamente realizadas por medio de mtodos manuales con el uso de calibradores de alargamiento y aplanamiento. Esas medidas no slo son demoradas, sino que tambin son altamente subjetivas. Debido a su ineficiencia y costo, estas mediciones tienden a no ser suficientemente representativas para obtener un resultado estadsticamente vlido (Maerz y Zhou, 1999). Existen tecnologas como el procesamiento de imgenes que podran incrementar la exactitud y la eficiencia de estas mediciones, las cuales estn siendo actualmente desarrolladas para medir la forma de los agregados de manera que puedan ser implementadas para su uso comn.ndice de aplanamiento y alargamiento de agregados El ndice de aplanamiento de una fraccin de agregado, se calcula como el porcentaje en peso de las partculas que la conforman cuya dimensin mnima es inferior a un valor dado de la dimensin media de la fraccin. El ndice de alargamiento de una fraccin de agregado, se obtiene del porcentaje en peso de las partculas que la conforman cuya dimensin mxima (longitud) es superior a un valor dado de la dimensin media de la fraccin. Por ejemplo la norma del Instituto Nacional de Vas de Colombia INV E-230 (1998), define como ndice de aplanamiento de una fraccin de agregado, el porcentaje en peso de las partculas que la forman cuya dimensin mnima (espesor) es inferior a 3/5 de la dimensin media de la fraccin y se define como ndice de alargamiento de una fraccin de agregado, el porcentaje en peso de las partculas que la forman cuya dimensin mxima (longitud) es superior a 9/5 de la dimensin media de la fraccin.

MATERIALES Y EQUIPOS Tamices: de los siguientes tamaos de abertura: 6.3mm (1/4), 9.5mm (3/8), 12.5mm (1/2), 19mm (3/4), 25mm (1), 38mm (1), 50mm (2) y 63 mm (2). Balanza: con una sensibilidad mnima de 0.1 grs de la masa de la muestra de ensayo. Estufa: donde se seco el material. Calibradores: Dos juegos de calibradores, uno de ranuras (calibrador de espesores) y otro de barras (calibrador de longitudes). Grava: Se denomina grava a las rocas de tamao comprendido entre 2 y 64 mm, aunque no existe homogeneidad de criterio para el lmite superior.

PROCEDIMIENTOPara este ensayo de laboratorio se sigui el siguiente procedimiento: Primero del laboratorio anterior de granulometra de los agregados se hallaron los diferentes porcentajes de materiales que se retuvieron en cada tamiz, despus de esto se tuvo en cuenta que si ese porcentaje estaba comprendido entre el 5% y el 15% se tomaban 100 piedra, si el porcentaje era mayor del 15% entonces se tomaban 200 piedras. Ahora para poder hallar el ndice de aplanamiento se tomaron los las piedras anteriores y se pesaron, despus se toma el calibrador de aplanamiento y se introducen cada uno de este material, apartando el material que pasa y se descartando el otro, el material que pasa se pesa posteriormente y se halla el peso del material que no paso, ahora hacemos el mismo procedimiento para el ndice de aplanamiento, usando el calibrador para este mtodo.

CALCULOSTAMIZwiALARGAMIENTO RETENIDOAPLANAMIENTO PASA

PASARETENIDOgrsgrsgrs

1 1/2"1"5354220826

1"3/4"1700532142

3/4"1/2"1180690332

1/2"3/8"19618026

3/8"1/4"945676

TOTAL852416781402

Para hacer los ndices de aplanamiento tenemos que:Ind.aplas=,De 1 1/2" a 1: Ind.aplas== 15.43%.1" a 3/4": Ind.aplas== 8.35%.3/4" a 1/2": Ind.aplas== 28.14%.1/2" a 3/8": Ind.aplas== 13.27%.3/8" a 1/4": Ind.aplas== 80.85%.Ahora para el ndice de alargamiento tenemos que:Ind.alarg=,De 1 1/2" a 1: Ind.alarg== 4.11%.1" a 3/4": Ind.alarg== 31.29%.3/4" a 1/2": Ind.aplas== 58.47%.1/2" a 3/8": Ind.aplas== 91.84%.3/8" a 1/4": Ind.aplas== 59.57%.TAMIZwiINDICE DE ALARGAMIENTOINDICE DE APLANAMIENTO

PASARETENIDOgrs%%

1 1/2"1"53544.1115.43

1"3/4"170031.298.35

3/4"1/2"118058.4728.14

1/2"3/8"19691.8413.27

3/8"1/4"9459.5780.85

TOTAL8524241.38146.04

Para hallar el ndice de aplanamiento total tenemos que:Ind. Alarg total=== 48.36%. Para hallar el ndice de alargamiento total tenemos que:Ind. Apla total=== 29.208%.

ANALISIS DE RESULTADOSDespus de haber realizado todos los clculos pertinentes que nos arrojaron resultados como:El tamiz de 1 1/2-1 el ndice de alargamiento fue de 4.11% y el de aplanamiento fue de 15.43%, para los tamices comprendidos entre 1-3/4, el ndice de alargamiento fue 31.29% y de aplanamiento fue del 8.5%, para la serie de tamices entre el 3/4-1/2, el ndice de alargamiento fue del 58.47% y el de aplanamiento fue de 28.14%, para la siguiente serie de tamices de 1/2-3/8, el de alargamiento fue de 91.84% y el de aplanamiento fue de 13.27%, para la ultima serie de tamices comprendidos entre el 3/8-1/4, el incide de alargamiento fue del 59.57% y el de aplanamiento fue del 80.85%.Tambin fue posible encontrar el ndice de alargamiento total que fue de un 48.36%, y el inidice de aplanamiento total fue del 29.208%.Con estos resultados obtenidos podemos inferir que este agregado podra ser til para la realizacin de concreto ya que nos arrojo una distribucin muy acorde con los que la norma nos permite, ya que en todos las series de tamices hay una gran variedad de partculas con tamaos y espesores que nos permiten que se acomoden de una mejor forma y as ayudar con la resistencia del mismo.Cabe aclarar que todas estas afirmaciones se pudieron verificar con los ndices de alargamientos y aplanamientos totales.

CONCLUSIONESEl ensayo de ndice de aplanamiento y de alargamiento es de fcil ejecucin en laboratorio y arroja estimativos importantes para clasificar a un determinado agregado como material adecuado o no para la conformacin del concreto. Los valores obtenidos de los ndices de alargamiento y de aplanamiento totales y para cada fraccin de agregado muestran valores admisibles para la utilizacin del material como en la realizacin de concretos segn especificaciones. En general se podra decir que las partculas alargadas o aplanadas se encuentran en proporcin pequea en el agregado. Se podra pensar adems, que el fracturamiento de las partculas aplanadas y alargadas, con su consecuente aumento de partculas finas no afectara enormemente las propiedades y comportamiento del conjunto de agregados. Por ultimo se puede decir que se cumplieron al 100% los objetivos propuesto en este informe ya que se pudo determinar la los ndices de aplanamiento y alargamiento, tambin se verifico que tan aptos eran para la utilizacin en concretos u otras aplicaciones. Tambin se pudo manejar y prender la utilizacin de los distintos calibradores.

BIBLIOGRAFIA INVE 230. TECNOLOGIA DEL CONCRETO. www.arqhys.com/arquitectura/concreto-moderno.html.

ANEXOS