tercera unidad - agregados para el concreto
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UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA
FACULTAD DE ARQUITECTURA É INGENIERÍAS CIVIL Y DEL AMBIENTE
PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TERCERA UNIDAD
AGREGADOS EN EL CONCRETO
Ing. Renato Díaz Galdos
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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
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Agregado de Peso Normal
Agregados más comunes
• Arena
• Grava
• Piedra triturada
Produce concreto de peso normal2200 a 2400 kg/m3
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Agregado Ligero (1)
Expandido
–
Esquisto – Arcilla
– Pizarra
– Escoria
ASTM C 330, NMX-C-299
Produce concreto estructural ligero
1350 a 1850 kg/m3
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Agregado Ligero (2)
Piedra pomez
Perlita
Vermiculita Diatomita
Produce concreto aislante
ligero— 250 a 1450 kg/m3
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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 (400 lb/pies3)
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Condiciones de humedad
Humedad Total
Estado
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Propiedades - Agregados
• Peso específico : Cociente de dividir elpeso de las partículas entre el volumen de
las mismas sin considerar los vacíos entreellas
• Peso Unitario: Es el cociente de dividir el
peso de las partículas entre el volumentotal incluyendo los vacíos.
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FIG. 4.1 Superficie específica en función del fraccionamiento y forma de las partículas.
1 cm
1 cm
1 cm
0.5 cm
4 cm.
1 cm 0.25 cm.
VOLUMEN = 1 cm3
AREA SUPERFICIAL = 6 cm2
SUPERFICIE ESPECIFICA = 6 cm2 /cm3
VOLUMEN = 1 cm3
AREA SUPERFICIAL = 12 cm2
SUPERFICIE ESPECIFICA = 12 cm2/cm3
VOLUMEN = 1 cm3
AREA SUPERFICIAL = 10.5 cm2
SUPERFICIE ESPECIFICA = 10.5 cm2/cm3
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Características de los Agregados (1)
Característica Importancia
Resistencia a
abrasión y
degradación
Resistencia al desgaste en pavimentos
y pisos
Resistencia a
congelación-deshieloDescascaramiento de la superficie,aspereza, perdida de sección,
deformación
Resistencia a sulfatos
Descascaramiento de la superficie,
aspereza, pérdida de sección,deformación
Absorción y humedad
superficialControl de calidad del concreto
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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 superficialde 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
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Tamaños de Partículas
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Manejo y Almacenamiento de
Agregados
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Almacenamiento
• Minimizar la segregación y la degradación
• Prevenir la contaminación
• Apilar en capas delgadas de espesor uniformey horizontales
• Terreno plano y nivelado con pendiente para elescurrimiento del agua
•
Sobre plantilla de concreto o una capa perdidadel agregado
• Evitar el tránsito de vehículos
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Almacenamiento y manejo
• El método más económico y
aceptable de formación de pilas deagregados es el método de volteo
con camión
•
Se recupera el agregado concargador frontal
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Almacenamiento y manejo
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Almacenamiento y manejo
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Almacenamiento y manejo
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Mallas - Granulometría
• 3” , 1 ½”, ¾”, 3/8”, Nº 4, Nº 8, Nº 16, Nº 30, Nº 50, Nº 100
• Modulo de fineza = Sumatoria de los porcentajes
acumulativos retenidos en la serie de mallas estándares,
dividido 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 modulos de fineza comprendidos
entre los módulos 2.3 y 2.8 producen concretos de buena
trabajabilidad, y los que se encuentran entre 2.8 y 3.1. sonlos más favorables para concretos de alta resistencia
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Límites de Granulometría del
Agregado Fino
Tamiz Porcentaje que pasa en masa)
9.5 mm (3/8 pulg.) 100
4.75 mm (No. 4) 95 a 100
2.36 mm (No. 8) 80 a 100
1.18 mm (No. 16) 50 a 85
600 µm (No. 30) 25 a 60
300 µm (No. 50) 5 a 30
150 µm (No. 100) 0 a 10
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FIG. 5.5 CARACTERISTICAS FISICAS Y GRANULOMETRICAS DE ARENA PARA CONCRETO
MUE ST RA : ARE NA PARA CONCRE TO 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 UNITARIOTOT AL 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
A S A N T
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
10
O
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMICES STANDARD ASTM
% P
A S A
N T
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
R
ETENID
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
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Límites de Granulometría
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Tamaño Máximo Nominal del
Agregado
1/5 de la dimensión más
pequeña del elemento deconcreto 3/4 del espacio libre entre las
barras de acero del refuerzo y
entre las varillas de refuerzo ylas cimbras 1/3 de la profundidad de las
losas
El tamaño no debe exceder de:
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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” 1003 1/2” 90 a 100
3” ----- 1002 1/2” 25 a 60 90 a 100 100 100
2” ----- 35 a 70 90 a 100 95 a 100 100 1001 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 701/2” 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 1001” 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
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Granulometría del Agregado Grueso
Tamiz
Porcentaje 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]
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Reducción de los Vacíos
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Materiales Perjudiciales (1)
Sustancia Efecto en el concreto
Impurezas orgánicas Afecta el tiempo de fraguado y elendurecimiento, puede causardeterioro
Material más fino que 75 m(tamiz No. 200)
Afecta adherencia, aumenta lademanda de agua
Carbón, lignito u otromaterial ligero
Afecta la durabilidad, puedecausar manchas y erupciones
Partículas blandas Afecta la durabilidad
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Substances Efecto en el concreto
Terrones de arcilla y partículasdesmenuzables
Afecta la trabajabilidad y ladurabilidad, puede causarerupciones
Agregados reactivos con losálcalis
Causa expansión anormal,fisuración en forma de mapa(“viboritas”, acocodrilamiento, piel
de cocodrilo)
Materiales Perjudiciales (2)
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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 AgregadoStandard 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 provenientede 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 ypavimentos 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 laintemperie, 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
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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
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Almacenamiento y manejo
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Agregado de Concreto Reciclado
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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
Cantidad Rc - Reducción en
( 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
Cantidad Rc - Reducción en
( milimoles por litro
Agregados ConsideradosReactivos
Agregadosconsiderado
potencialment
reactivo
Agregados Considerados
1 2.5 5.0 7.5 10 25 50 75 100 250 500 750 1000 2500
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Recordemos las realidades del
mercado del cemento y el concreto
en nuestro medio y como repercute
en el mercado de agregados
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Distribución aproximada de la producción de
concreto en el Perú en porcentaje
11%8%
81%
Premezclado Concreto por contratistas Concreto informal
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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 cuyamagnitud y precios lo costean .
2) El 89% del mercado de productores deconcreto no lo exige a los proveedores ni lo
ejecuta.
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Canteras de Agregados en
Lima1) Cono Norte : Trapiche, Los
Primos
3) Centro : La Molina, Manchay,
Jicamarca, La Gloria
2)Cono Sur : Lurín, Tocto
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Canteras de Agregados en
Provincias
1) Situación general similar
3) Sólo en proyectos puntuales
importantes se tienen agregadoscalificados
2) Círculo vicioso Mercado-Demanda
Observaciones
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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.
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Fin