agregados

ESTUDIO TECNOLOGICO DE LOS AGREGADOS

Universidad Nacional de Cajamarca

ESTUDIO TECNOLGICO DE LOS AGREGADOSINTRODUCCINAntiguamente se crea que los agregados constituyentes de la mezcla de concreto eran elementos inertes dentro de ella, ya que no intervenan en las reacciones qumicas. Hoy en da la tecnologa del concreto sugiere que siendo los agregados, fino y grueso o global el que mayor volumen ocupa dentro de la mezcla de concreto es muy importante conocer sus caractersticas fsicas y qumicas y por qu no caractersticas adicionales, pues es sabido que mientras ms conozcamos un material, mejor uso podremos darle, logrando as un concreto fresco y endurecido con las caractersticas que se requieran en obra.

Entre las caractersticas que se buscan en un concreto fresco podemos mencionar: trabajabilidad, consistencia, apariencia y al estado endurecido: resistencia a la compresin simple, resistencia a los sulfatos, a la materia orgnica, a la congelacin y deshielo. Para lograr cada una de estas propiedades es indispensable realizar el estudio tecnolgico de los agregados a usar en el diseo de la mezcla lo ms cuidadosamente posible. OBJETIVOSGENERALES: Determinar y conocer las propiedades fsicas y mecnicas de los agregados finos y gruesos de la cantera Roca Fuerte.ESPECFICOS: Determinar el peso especfico de masa, peso especfico de masa SSS y peso especfico aparente, del agregado grueso y fino. Determinar el porcentaje de absorcin de los agregados Determinar el peso unitario suelto y compactado del agregado grueso y fino. Determinar el mdulo de finura del agregado grueso y fino. Determinar el porcentaje de finos del agregado fino. Determinar el tamao mximo nominal del agregado grueso.MARCO TEORICOPROPIEDADES FSICAS DE LOS AGREGADOS: LOS AGREGADOSEs el conjunto de partculas inorgnicas, de origen natural o artificial, cuyas dimensiones estn comprendidas en la NTP 400.011. Los agregados son la parte inerte del concreto, sin embargo al constituir entre 65% y 75% aproximadamente del total del concreto, debemos tener muy clara su importancia, la cual antiguamente y durante muchos aos fue poco consideradaA. AGREGADO FINOEl agregado fino que se utilice para la fabricacin del concreto cumplir con las siguientes condiciones: - Mdulo de finura entre 2.1 y 3.5, - Pasa tamiz 200, no mayor del 3% para hormign sujeto a desgaste y no mayor del 5% para cualquier otro caso. Deber estar libre de races, micas, limos o cualquier otro material que pueda afectar la resistencia del concreto.Caractersticas de un buen agregado fino para concreto:Un buen agregado fino al igual que el agregado grueso debe ser bien gradado para que puedan llenar todos los espacios y producir mezclas ms compactas. Las especificaciones permiten que el porcentaje que pasa por el tamiz N 50 este entre 10% y 30%; se recomienda el lmite inferior cuando la colocacin es fcil o cuando los acabados se hacen mecnicamente, como en los pavimentos, sin embargo en los pisos de concreto acabado a mano, o cuando se desea una textura superficial tersa, deber usarse un agregado fino que pase cuando menos el 15% el tamiz 50 y 3% el tamiz 100.

El mdulo de finura del agregado fino utilizado en la elaboracin de mezclas de concreto, deber estar entre 2,1 y 3,5 para evitar segregacin del agregado grueso cuando la arena es muy fina; cuando la arena es muy gruesa se obtienen mezclas speras.

B. AGREGADO GRUESOSe compondr de roca o grava dura; libre de pizarra, lajas u otros materiales exfoliables o descompuestos que puedan afectar la resistencia del hormign. Adems se debe tener en cuenta, que la cantidad de material que pasa tamiz 200 no ser mayor de 1%. Cuando en las fuentes de agregado no se encuentren materiales de la granulometra ni de las caractersticas de limpieza exigidas en los captulos anteriores, sern de cuenta del Contratista los gastos en que incurra para el lavado, limpieza y reclasificacin de stos.Caractersticas de un buen agregado grueso para concreto:Un buen agregado grueso debe poseer las siguientes caractersticas: Debe evitarse el uso de agregados planos o alargados, ya que adems de producir bajas masas unitarias y baja resistencia mecnica, tienen tendencia a colocarse horizontalmente formndose bajo su superficie bolsas de agua cuando esta sube a la superficie debido a la sedimentacin de las partculas slidas; esta agua almacenada bajo las partculas deja un espacio vaco cuando despus del fraguado el agua evapora, por lo cual trae como consecuencia una notable reduccin de la resistencia del concreto. Una adecuada densidad aparente est entre 2.3 y 2.9 gr/cm3. Cuanto mayor es su densidad mejor es su calidad y mejor su absorcin, que oscila entre 1 y 5%. Las partculas con formas angulosas producen mezclas speras y difciles de manejar. Una superficie rugosa, limpia y sin capa de arcilla. No debe contener terrones de arcilla, ni partculas deleznables; generalmente se limita al contenido de finos entre 1 y 3%, para que permita una adecuada adherencia de las partculas y el cemento en las mezclas. El agregado grueso debe tener una resistencia al desgate en la mquina de los ngeles que garantice su dureza. Los lmites recomendados son: Si el agregado va a ser usado en lozas de concreto o en pavimentos rgidos el desgaste debe ser menor del 35%, si va a ser usado en otras estructuras el desgaste debe ser menor del 40%. Agregados con partculas esfricas y cubicas son los ms convenientes para concreto, porque tienen mayor resistencia y es menor el consumo de cemento debido al mayor acomodo de las partculas, o sea mayor cantidad de material por unidad de volumen CLASIFICACINLos agregados por su tamao generalmente se dividen en dos grupos: Agregado fino y Agregado grueso.Los agregados finos. Consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaos de partcula que pasan la malla N. 4 (4.75 mm).Los agregados gruesos. Consisten en grava o agregado triturado y son aquellas partculas retenidas en la malla No. 4 (4.75 mm). El tamao mximo de agregado que se emplea comnmente es el de 19 mm o el de 25 mm. Los ridos deben poseer por lo menos la misma resistencia y durabilidad que se exija al hormign. No se deben emplear calizas blandas, feldespatos, yesos, piritas o rocas friables o porosas. PROPIEDADES DE LOS AGREGADOSExisten muchas propiedades que deben cumplir los agregados, tales como propiedades fsicas y mecnicas, asimismo propiedades trmicas, morfolgicas, etc. A continuacin detallamos alguna de ellas:Propiedades Mecnicas: Densidad, Dureza y AdherenciaPropiedades Fsicas: Granulometra, Peso unitario suelto y varillado, Peso especfico, Contenido de humedad y Porcentaje de absorcin ENSAYOS DE AGREGADO PARA LA DOSIFICACIN DE MEZCLAS GranulometraCon este ensayo de granulometra para ambos agregados podemos determinar el mdulo de fineza y el tamao mximo, tanto para el agregado fino como para el agregado grueso respectivamente. La granulometra es determinada por anlisis de tamices (norma ASTM C 136). Mdulo de FinuraEs la suma de los porcentajes acumulados retenidos en las mallas N. 4, 8, 16, 30, 50 y 100 y posteriormente dividido entre 100. El Mdulo de fineza tpico vara entre 2.3 y 3.1, representando el valor ms alto una granulometra gruesa. Tamao mximoEs la primera malla por la que pasa todo el agregado grueso. Tamao mximo nominalEs la primera malla que produzca un retenido entre 5% y 10%. PESO ESPECFICO Y ABSORCIN (NTP 400.021 PARA EL AGREGADO GRUESO Y NTP 400.022 PARA EL FINO): Peso especfico: El peso especfico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen. Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porcin de materia entre el volumen que ste ocupa.

Peso Especfico Aparente: Es la relacin de la masa seca en el aire y el volumen del agregado sin considerar los vacos internos de este. Peso Especfico de Masa: Es la relacin de la masa seca en el aire y el volumen del agregado considerando los vacos internos. Peso Especfico de Masa Saturada Superficialmente Seca. Es la relacin de la masa saturada superficialmente seca en el aire y el volumen del agregado considerando los vacos internos. Absorcin: Capacidad que tienen los agregados para llenar de agua los vacos internos, al ser sumergidos durante 24 horas en sta, se define como la relacin del peso del agua en los vacos internos y el peso seco en el aire del agregado. Es aquel contenido de humedad que tiene el agregado que se encuentra en el estado saturado superficialmente seco. Este es el estado de equilibrio de los agregados, es decir en que no absorben ni sueltan agua Peso Unitario:Es el peso por unidad de volumen (aparente). Se determinan dos formas de peso unitario.Peso Unitario Volumtrico Suelto: En el que el recipiente se llena normalmente sin presin alguna.Peso Unitario Compactado: En el que el recipiente se llena con tres capas compactando cada una con la varilla estndar fORMULAS A USAR: PARA AGREGADO FINO. Peso Especfico de Masa:

Peso Especfico de Masa SSS

Peso Especfico Aparente

Porcentaje de Absorcin

Donde:

peso en el aire de muestra secada en la estufa.

volumen de la fiola.

volumen en del agua aadida a la fiola.500 = peso de la muestra SSS.

PARA AGREGADO GRUESO: Peso Especfico de Masa:

Peso Especfico de Masa SSS:

Peso Especfico Aparente:

Porcentaje de Absorcin:

Donde:A = peso en el aire de muestra secada en la estufaB = peso en el aire de la muestra saturada superficialmente secaC = peso en el agua de muestra saturada superficialmente seca

Equipo y Materiales:

IMAGEN N1 TAMIZ

IMAGEN N2 FIOLA

IMAGEN N3 BALANZA

IMAGEN N4 VARILLA DE ACERO

IMAGEN N5 MOLDE PARA HORMIGONDESARROLLO Y PROCEDIMIENTOPESO UNITARIO (NTP 400.017 PARA AGRAGADO FINO Y GRUESO)El peso del material seco que se necesita para llenar cierto recipiente de volumen unitario. El peso unitario de los agregados est en funcin directa del tamao, forma y distribucin de las partculas, y el agregado de compactacin (suelto o compactado).Se denomina peso volumtrico del agregado, al peso que alcanza un determinado volumen unitario. Generalmente se expresa en kilogramos por metro cubico. Este valor es requerido cuando se trata de agregados ligeros o pesados y para convertir pesos en volumen y viceversa, cuando el agregado se maneja en volumen.Para realizar este ensayo la muestra deber estar seca de preferencia al horno, de no poderse esto se sacra a temperatura ambiente. PESO UNITARIO SUELTO:Es aquel que se establece la relacin peso/volumen dejando caer libremente desde cierta altura el agregado (5cm aproximadamente), en un recipiente de volumen conocido y estable.Este dato es importante porque permite convertir pesos en volmenes y viceversa cuando se trabaja con agregados.

PESO UNITARIO COMPACTADO:

Este proceso es parecido al del peso unitario suelto, pero compactando al material dentro del molde, este se utiliza en algunos mtodos de diseo de mezcla como lo es el del American Concrete Institute (ACI). FORMULAS A USAR PARA EL PESO UNITARIO SECO SUELTO.

PARA EL PESO UNITARIO SECO COMPACTADO

EQUIPOS Y MATERIALES USADOS Balanza con aproximacin de 0.05 kg. Varilla de apisonado, lisa de acero, redondeada de 16 mm de dimetro Y aproximadamente 600 mm de longitud, teniendo ambos extremos en forma redondeada tipo semi-esfrica, con 16 mm de dimetro. Recipiente cilndrico de metal, cuyo volumen est en funcin del TMN para agregado grueso. PROCEDIMIENTO Para pesos unitarios secos suelto de agregado fino y grava Pesamos el recipiente que vamos a utilizar en el ensayo. Con las medidas del mismo hallamos su volumen. Seleccionamos el agregado del cual se va a determinar . Llenamos el recipiente dejando caer el agregado desde una altura no mayor de 5cm. Por encima del borde superior del recipiente.(tres veces) Determinamos los pesos de las muestras ms los recipientes. Sacamos el promedio de los tres pesos para as obtener el peso exacto de la grava del agregado. Finalmente hallamos el peso unitario seco suelto, dividiendo el peso de la grava entre el volumen del molde.

Para pesos unitarios suelto compactado Pesamos el recipiente que vamos a utilizar en el ensayo. Con las medidas del mismo hallamos su volumen. Seleccionamos el agregado del cual se va a determinar . Llenamos el recipiente hasta la tercera parte dejando caer el agregado desde una altura no mayor de 5cm. Por encima del borde superior del recipiente. Aposesionamos la muestra con la barra compactadora con 25 golpes distribuidos uniformemente sobre la superficie. Llenamos hasta los 2/3 partes del recipiente y compactamos nuevamente con 25 golpes como anteriormente. Luego llenamos la medida hasta rebosar, golpendola 25 veces con la barra compactadora. Seguidamente enrazamos el recipiente utilizando la barra compactadora.Finalmente determinaos el peso de la muestra compactada.

CALCULO Y RESULTADOS GRAVA (agregado grueso) PESO UNITARIO SECO SUELTO Tamao mximo nominal: Tamao mximo:

ENSAYO123

Peso del recipiente (gr)

Peso del recipiente + material (gr)

Peso del material (gr)

Volumen del recipiente

Peso unitario suelto 1290.791296.191292.59

Peso unitario seco suelto promedio : 1293.19

PESO UNITARIO SECO COMPACTADO

ENSAYO1

Peso del recipiente (gr)

Peso del recipiente + material (gr)

Peso del material (gr)

Volumen del recipiente

Peso unitario suelto 1481.925

Finalmente:PESO UNITARIO DE AGREGADO GRUESO

Peso Unitario Seco suelto 1293.19

Peso unitario seco compactado 1481.925

AGRAGADO FINO PESO UNITARIO SECO SUELTO

ENSAYO123

Peso del recipiente (gr)

Peso del recipiente + material (gr)

Peso del material (gr)

Volumen del recipiente

Peso unitario suelto 1566.871581.261584.86

Peso unitario seco suelto promedio : 1577.88

PESO UNITARIO SUELTO COMPACTADO

ENSAYO1

Peso del recipiente (gr)

Peso del recipiente + material (gr)

Peso del material (gr)

Volumen del recipiente

Peso unitario suelto 1742.716

Finalmente:PESO UNITARIO DE AGREGADO FINO

Peso Unitario Seco suelto 1577.88

Peso unitario seco compactado 1742.716

GRANULOMETRIA (NTP 400.012)La granulometra se refiere a la distribucin de las partculas del agregado. El anlisis granulomtrico divide las muestras en fracciones de elemento del mismo tamao, segn la abertura de los tamices utilizados. MODULO DE FINURA Viene a ser la relacin entre la sumatoria de los porcentajes retenidos acumulados en cada uno de los tamices estndares (sobre 100. FORMULAS A USAR

MATERIALES Y EQUIPOS Una balanza con aproximacin de 0.1 g para el agregado fino y de 0.5 g para el agregado grueso. Juego de tamices conformado por . (agregado fino). Juego de tamices para el agregado grueso depende del TMN, por ello de acuerdo con la norma ASTM C33 emplearemos el huso granulomtrico 5 y por tanto los tamices . PREPARACION DE LA MUESTRALa cantidad de la muestra a ensayar de agregado grueso, debe ser el que corresponda al tamao mximo de las partculas segn la tabla.Para el agregado fino, el peso de la muestra de ensayo, debe ser 500 gr como mnimo.

TAMAO MAXIMO DE LAS PARTICULASPESO APROXIMADO DE LA MATERIA

(mm)(kg)

2

4

8

12

16

20

25

45

70

RESULTADOS OBTENIDO MALLAPESO RETENIDO% RETENIDORETENIDO ACUMULADO

N

CAZOLETA0%

Mdulo de finura agregado fino:

PESO RETENIDO% RETENIDO% RETENIDO ACUMULADO

1

4

8

Mdulo de finura del agregado grueso:

PESO ESPECFICO Y ABSORCION (NTP 400.021 PARA AGREGADO GRUESO Y NTP 400.022 PARA EL AGREGADO FINO) Peso especfico: El peso especfico de una sustancia se define como el peso por unidad de volumen. Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porcin de materia entre el volumen que este ocupa. Peso especfico aparente: Es la relacin de la masa seca al aire y el volumen del agregado sin considerar los vacos internos. Peso especfico de masa: Es la relacin del peso en el aire de la muestra seca en estufa entre el volumen del frasco y el peso del agua aadida en (gr) o en volumen. FORMULA A USAR: PARA AGREGADO FINOPeso especfico:

PROCEDIMIENTO PARA AGREGADO FINO Pesamos la fiola. Llenar la fiola con agua hasta la lnea de enrase (500 Pesar agregado fino (200gr). Sacar el agua de la fiola para verter los 200gr de agregado y nuevamente llenar el agua hasta la lnea de enrase y pesarlo nuevamente. Finalmente hallamos el peso especfico con la formula anterior. CALCULO Y RESULTADOS

PESO ESPECIFICO DEL AGREGADO FINO

184,9

685.5

200

809.4

Volumen del frasco 500

Luego reemplazamos en la frmula:

Finalmente.

Peso especfico del agregado fino:

PARA AGREGADO GRUESO

ABSORCION Y CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO FINO Y GRUESOAbsorcin del agregado fino (%)1.18

Absorcin del agregado grueso (%)0.9

Contenido de humedad del A. fino (%)1.5

Contenido de humedad del A. grueso (%)0.2

PROPIEDADES FISICAS DE LOS MATERIALESA. FINOA.GRUESO

Peso especfico absoluto 2.622.63

Peso unitario seco suelto 15781293

Peso unitario seco compactado 17431482

Mdulo de finura3.026.85

Absorcin %1.180.9

Contenido de humedad %1.50.2

TMN---------------

CONCLUSIONES Se concluye que los datos obtenidos se encuentran dentro de la lnea de caractersticas propias de la cantera estudiada. Los materiales (agregado fino y grueso) utilizados tienen una buena gradacin y se recomienda su uso en el diseo de concreto.

REFERENCIAS http://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados.shtml http://www.biblioteca.udep.edu.pe/BibVirUDEP/tesis/pdf/1_146_164_97_1349.pdf http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/05/pruebas-para-el-agregado.html

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE LA CONSTRUCCION19