banco temático de encofrados fierrería - tomo iii

5/20/2018 Banco Temtico de Encofrados Fierrera - Tomo III

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SERVICIO NACIONAL DE INVESTIGACIN, NORMALIZACIN YCAPACITACIN PARA LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIN

GERENCIA DE FORMACIN PROFESIONAL

PROYECTO D 36 2,001

BBAANNCCOOTTEEMMTTIICCOO

DDEE

EENNCCOOFFRRAADDOOSSFFIIEERRRREERRAA

TTOOMMOO IIIIII

LLIIMMAA,,SSEEPPTTIIEEMMBBRREEDDEELL22,,000022


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PRESENTACIN TOMO IREFERENCIA: SENCiCO GERENCIA DE FORMACIN PROFESIONAL PROY D 36 2,001

SSEENNCCIICCOO BANCO TEMTICO

ENCOFRADOS FIERRERANOVIEMBRE 2001

CONSEJO DIRECTIVO NACIONAL DEL SENCICO

CSAR ALVA DEXTRE

Presidente Ejecutivo

LIC. OSCAR ALARCN DELGADO

Vicepresidente del Consejo Directivo

Representante de los Trabajadores de la Industria de la Construccin

DR. ANTONIO MANZUR BARRIOS

Representante del Ministerio de Educacin

DRA. MANUELA GARCA COCHAGNE

Representante del Ministerio de Trabajo y Promocin del Empleo

ING ANTONIO BLANCO BLSCO

Representante de la Universidad Peruana

SR. VICENTE APONTE NUEZ

Representante de los Trabajadores de la Industria de la Construccin

ING LUS ISASI CAYORepresentante de las Empresas Aportantes; designado por CAPECO

ING JUAN SARMIENTO SOTO

Representante de las Empresas Aportantes; designado por CAPECO


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GERENTE DE FORMACIN PROFESIONAL

ING NICOLS VILLASECA CARRASCO

EQUIPO DE TRABAJO

COORDINACINPROYECTO : Prof. JOS ALBERTO MASAS CASTRO

COORDINACINELABORACIN : Prof. JOS ANTONIO BARRENACHEA SALINAS

ELABORACIN : Ing. FERMN JIMNEZ MURILLO

Instr. GERMN ALBERTO PALOMINO GONZLES

DIAGRAMACINFINAL : Prof. JOS ANTONIO BARRENACHEA SALINAS

SAN BORJA, SEPTIEMBRE DEL 2,002


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PRESENTACIN

El presente documento denominado BANCO TEMTICO DE ENCOFRADOSFIERRERA; contiene informacin bibliogrfica adicional a las hojas deinformacin tecnolgica del curso modular de encofrados fierrera.

El Banco Temtico tiene como propsito la estandarizacin del aprendizaje de losalumnos del nivel operativo y del nivel tcnico; as como de instructores y

profesores, en el mbito nacional y por ende el desempeo laboral de loseducandos o del desempeo docente de los segundos.

Permitir que instructores, profesores y alumnos de los cursos de calificacinocupacional del nivel operativo y de los institutos de educacin superior, tenganal alcance informacin escrita adicional de consulta, que les permita estaractualizados o preparados. A instructores y profesores a diseos de cursos decapacitacin especfica no previstos y a los alumnos a los retos de las nuevastecnologas, la solucin de problemas y el aprender a aprender.

Las informaciones tcnicas, que se presentan en siete (07) tomos, estnorganizadas en 14 temas relacionados a un aspecto significativo de encofrados

fierrera, provienen de diversas fuentes, sean autores o instituciones, la mismaque consta en el documento.

Es necesario tener presente que la informacin que contiene el Banco Temtico,es nicamente para el uso en las Bibliotecas del SENCICO, como material deestudio o de consulta, por lo que est terminantemente prohibida su reproduccinparcial o total por cualquier medio.

Cabe sealar que el Banco Temtico, como todo documento educativo, sermotivo de reajustes permanentes, con la inclusin de temas complementarios alos existentes o de nuevos; por lo que para que cumpla su cometido, serpermanentemente actualizado. En tal sentido los aportes y sugerencias de los

usuarios sern recibidos con el reconocimiento de la Gerencia de FormacinProfesional del SENCICO.

GERENCIA DE FORMACIN PROFESIONAL


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INDICE

TOMO I

A SUELOSA 01 Formacin y Propiedades de los Suelos para Cimentacin de Estructuras Tecnologa de la Constr.

J. Pacheco Z. - SENCICO 01 al 07

A 02 Construccin de Estructuras - Manual de Obra - H. Gallegos y otros - CAPECO 08 al 13

A 03 Tablas Tcnicas - Agenda del Constructor 14 al 21

A 04 Mecnica de Suelos - Procedimientos Constructivos en Albailera III - A. Odar C. - SENCICO 22 al 27

A 05 Suelos y Estabilizacin - La Construccin con Tierra - SENCICO 28 al 34

A 06 Caractersticas de Suelos y Rocas - Biblioteca del Ingeniero Civil - Tomo V - Fletcher / Smoots - Limusa 35 al 40

B MOVIMIENTO DE TIERRAS

B 01 Los Movimientos de Tierras - Tecnologa de la Construccin - G.Baud 01 al 30

B 02 Excavaciones - Biblioteca del Ingeniero Civil - Tomo - Fletcher / Smoots - Limusa 31 al 37

B 03 Apuntalamientos y Arriostramientos - Biblioteca del Ingeniero Civil Tomo - Fletcher / Smoots - Limusa 38 al 47

B 04 Rellenos - Biblioteca del Ingeniero Civil - Tomo - Fletcher / Smoots - Limusa 48 al 52C TRAZADO Y REPLANTEO - NIVELACION

C 01 Trazado y Excavacin de Cimientos Cimientos - A. Hidalgo B. - CEAC 01 al 10

C 02 Trazado y Replanteo, Niveles de Obra - El maestro de obra - J. Pacheco Z. - SENCICO 11 al 23

D CIMENTACIONES

D 01 Construccin de los Cimientos Cimientos - A. Hidalgo B. - CEAC 01 al 23

D 02 Clculo de Dimensiones Cimientos - A. Hidalgo B. - CEAC 24 al 29

D 03 Pilotes Cimientos - A. Hidalgo B. - CEAC 30 al 38

D 04 Lesiones y Reparacin de Cimientos Cimientos - A. Hidalgo B.- CEA 39 al 53

D 05 Las Cimentaciones - Tecnologa de la Construccin - G.Baud 54 al 89

D 06 Patologa de las Cimentaciones - Cimentaciones. de Concreto Armado en Edificaciones C. Casabonne ACI - Per 90 al 102

D 07 Cimentaciones - Biblioteca del Ing. Civil - Tomo V - Fletcher Smoots - Limusa 103 al 111D 08 Asentamientos - Biblioteca del Ing. Civil - Tomo V - Fletcher Smoots - Limusa 112 al 117

D 09 Cimentaciones en Pilotes - Biblioteca del Ing. Civil - Tomo V - Fletcher Smoots - Limusa 118 al 129

D 10 Resistencia del Terreno Generalidades sobre Cimentaciones. - Manual Bsico del IngenieroResidente - R. Castillo A. - CAPECO 130 al 136

D 11 Cimentacin o Fundacin - Manual Bsico del Ingeniero Residente - R. Castillo A. - CAPECO 137 al 144

TOMO II

D 12 Cimentacin - Enciclopedia de la Construccin - H. Schmith - Limusa 145 al 185

D 13 Cimentaciones Profundas Pilotes - Cimentaciones de Concreto .Armado en Edificaciones J. Alva H. - ACI - Per 186 al 193

D 14 Diseo de Calzaduras - Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones - C. Casabonne - ACI - Per 194 al 198

D 15 Fundaciones - Manual del Arquitecto y del Constructor - Kidder Parker - UTEHA 199 al 283

D 16 Cimentaciones Para Edificios Poco Pesados - Manual del Arquitecto y del Constructor Kidder Parker - UTEHA 284 al 305

E CONCRETO

E 01 Concreto - Construccin de Estructuras - Manual de Obra - H. Gallegos y otros - CAPECO 01 al 13

E 02 Tecnologa del Concreto - El Maestro de Obra - J. Pacheco Z. - SENCICO 14 al 23

E 03 La Naturaleza del Concreto y Materiales - Tecnologa del Concreto - E. Rivva L. - ACI - Per 24 al 42

E 04 Pisos y Losas - Tecnologa de la Construccin - G.Baud 43 al 62

E 05 Probetas de Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico ASOCEM 63 al 65

E 06 Curado del Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 66 al 68

E 07 El Ensayo de Consistencia del Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 69 al 72

E 08 Aditivos para el Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 73 al 75

E 09 Mezclado del Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico- ASOCEM 76 al 78

E 10 La Contaminacin de los Agregados - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 79 al 82

E 11 Caractersticas fsicas de los agregados - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 83 al 86


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ENCOFRADOS FIERRERANOVIEMBRE 2001E 12 Testigos del Concreto Endurecido - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 87 al 88

E 13 El Concreto Pesado - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 89 al 90

E 14 Aplicaciones Diversas del Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 91 al 92

E 15 Agua de Amasado y Curado para Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 93 al 94

E 16 La vigencia de los pavimentos de Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 95

E 17 El Concreto Premezclado - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 96 al 98

E 18 El bloque de concreto en albailera - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 99 al 101

E 19 El Cemento Prtland y su Aplicacin en Pavimentos - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 102 al 104

E 20 Muros de Contencin con Bloques de Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 105 al 106

E 21 El Concreto Fast Track en Recuperacin y Rehabilitacin de Pavimentos CEMENTO -Boletn Tcnico - ASOCEM 107 al 111

E 22 La Resistencia a la Traccin del Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 112 al 114

E 23 Evaluacin del Concreto por el Esclermetro - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 115 al 117

E 24 Pruebas de Carga de Estructuras - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 118 al 120

E 25 La Forma de los Agregados - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 121 al 122

E 26 El Fraguado en el Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 123 al 124

E 27 Sper Plastificantes - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 125 al 126

E 28 Tipos de Pavimentos de Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico ASOCEM 127 al 129

E 29 Almacenamiento del Cemento y Agregados en Obra - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 130E 30 Materiales (Para Concreto) - Diseo de Estructuras de Concreto - Nilson / Winter - McGraw Hill 131 al 148

E 31 Conceptos Generales del Concreto y los Materiales para su Elaboracin - Tpicos de Tecnologadel Concreto - E. Pasquel C. 149 al 150

E 32 El Cemento Prtland - Tpicos de Tecnologa del Concreto - E. Pasquel C. 151 al 169

TOMO III

E 33 El Agua en el Concreto - Tpicos de Tecnologa del Concreto - E. Pasquel C. 170 al 173

E 34 Los agregados para el Concreto - Tpicos de Tecnologa del Concreto - E. Pasquel C. 174 al 194

E 35 Aditivos para el Concreto - Tpicos de Tecnologa del Concreto E .Pasquel C. 195 al 201

E 36 Propiedades Principales del Concreto - Tpicos de Tecnologa del Concreto - E. Pasquel C. 202 al 207

E 37 La Durabilidad del Concreto - Tpicos de Tecnologa del Concreto - E. Pasquel C. 208 al 220

E 38 Materiales (Para Concreto) - Diseo Simplificado de Concreto Reforzado - H. Parker - LIMUSA 221 al 224

E 39 Proporcionamiento y Mezclado - Diseo Simplificado de Concreto Reforzado -H. Parker - LIMUSA 225 al 233E 40 Poliestireno expandido - Catlogo de Aislador 234 al 236

F ENCOFRADOS

F 01 Encofrados - El Maestro de Obra - J. Pacheco Z. - SENCICO 01 al 9

F 02 Encofrados - Construccin de Estructuras - Manual de Obra - H. Gallegos y otros - CAPECO 10 al 17

F 03 Encofrados - Construccin de Estructuras - Manual de Obra - H. Gallegos y otros - CAPECO 18 al 88

F 04 Construccin de Elementos para Encofrados de Madera Varios - SENA 89 al 119

F 05 Economa del Encofrado Propiedades del Hormign Encofrados para Estructuras de Hormign R.L. Peurifoy - McGraw Hill 120 al 143

F 06 Propiedades de los Materiales para Encofrados. - Encofrados para Estructuras de Hormign R.L. Peurifoy - McGraw Hill 144 al 157

F 07 Clculo de Encofrados - Encofrados para Estructuras de Hormign - R.L. Peurifoy - McGraw Hill 158 al 174

F 08 Puntales y Andamios - Encofrados para Estructuras de Hormign - R.L. Peurifoy - McGraw Hill 175 al 189F 09 Rotura de Encofrados Cimentaciones Encofrados para Estructuras de Hormign

R.L. Peurifoy - McGraw Hill 190 al 204

TOMO IV

F 10 Encofrados de Muros - Encofrados para Estructuras de Hormign - R.L. Peurifoy - McGraw Hill 205 al 228

F 11 Encofrados de Pilares - Encofrados para Estructuras de Hormign - R.L. Peurifoy - McGraw Hill 229 al 242

F 12 Encofrados de Vigas y Forjados - Encofrados para Estructuras de Hormign - R.L. Peurifoy - McGraw Hill 243 al 259

F 13 Encofrados Prefabricados para Forjado de Hormign Encofrados para Estructuras de Hormign R.L. Peurifoy - McGraw Hill 259 al 277

F 14 Encofrados de Cubiertas Laminares - Hormign Ornamental - Encofrados para Estructuras de Hormign R.L. Peurifoy - McGraw Hill 278 al 301

F 15 Encofrados Deslizantes - Encofrados para estructuras de Hormign - R.L. Peurifoy - McGraw Hill 302 al 313

F 16 Los Encofrados Deslizantes, tcnicas y Utilizacin - Manual de Obra - J. Gallegos C. - CAPECO 314 al 400

F 17 Encofrados Metlicos - Catlogo Uni Span - Uni Span 401 al 411


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ENCOFRADOS FIERRERANOVIEMBRE 2001G ACERO ESTRUCTURAL

G 01 La Corrosin del Acero por Cloruros en el Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 01 al 02

G 02 Vigas de Acero - Ingeniera Simplificada para Arquitectos y Constructores - H. Parker - LIMUSA 03 al 30

G 03 Columnas de Acero - Ingeniera Simplificada para Arquitectos y Constructores - H. Parker - LIMUSA 31 al 47

G 04 Manual de Aplicacin - Barras de Construccin - Manual de Aplicacin - Aceros Arequipa 48 al 57

TOMO V

H CONCRETO PRETENSADO

H 01 Concreto Pretensado - Concreto Pretensado - M. Paya - CEAC 1 al 7

H 02 Hormign Pretensado - Enciclopedia de la Construccin - Edit.Tec.As. 8 al 23

H 03 Concreto Preesforzado - Diseo de Estructuras de Concreto - Nilson Winter - McGraw Hill 24 al 34

H 04 Concreto Preesforzado - Diseo Simplificado de Concreto Reforzado - H. Parker - LIMUSA 35 al 43

I LA MADERA ESTRUCTURAL

I 01 Caractersticas y Clasificacin de la Madera - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 01 al 04

I 02 Esfuerzos de trabajo para madera estructural - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 05 al 11

I 03 Pisos de tablones y laminados - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 12 al 17

I 04 Conectores para madera - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 18 al 34

I 05 Paredes de madera (entramados) - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 35 al 39

I 06 Madera Laminada - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 40 al 46

I 07 Construcciones de Trplay - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 47 al 49

I 08 Caractersticas y Propiedades de la Madera - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 50 al 70

I 09 Conversin, Secado y Proteccin de la Madera - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 71 al 87

I 10 La Madera Material de Construccin - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 88 al 107

I 11 Detalles Constructivos - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 108 al 138

I 12 A Detalles constructivos - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 139 al 153

I12 B Detalles constructivos - Manual de Diseo para Maderas del GRAN

Junta de Acuerdo de Cartagena 154 al 173

I 13 A Proteccin por Diseo - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 174 al 189

I 13 B Proteccin por Diseo - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 190 al 201

I 13 C Proteccin por Diseo - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 202 al 216

I 14 Propiedades de la Madera - Cartilla de Construccin con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena 217 al 229

I 15 Secado de la madera - Cartilla de Construccin con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena 230 al 235

TOMO VI

I 16 Preservacin de la Madera - Cartilla de Construccin con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena 236 al 244

I 17 Tableros a Base de Madera para Uso de la Construccin. - Cartilla de Construccin con Madera Junta de Acuerdo de Cartagena 245 al 250

I 18 Sistemas Estructurales - Cartilla de Construccin con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena 251 al 263

I 19 Uniones Estructurales - Cartilla de Construccin con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena 264 al 274

J ESCALERAS

J 01 Escaleras - Tecnologa de la Construccin - G. Baud 01 al 13

K MAQUINARIA DE CONSTRUCCION

K 01 Equipo - El equipo y su Costos de Operacin - J. Ramos S. - CAPECO 01 al 47

K 02 Equipos de Movimientos de Tierras - Tecnologa de la Construccin - G. Baud 48 al 64

L VARIOS, TABLAS Y EQUIVALENCIAS

L 01 Fuerzas y Esfuerzos - Ingeniera Simplificada para Arquitectos y Constructores - H. Parker - LIMUSA 01 al 13

L 02 Momentos y Reacciones - Ingeniera Simplificada para Arquitectos y Constructores - H. Parker - LIMUSA 14 al 22

L 03 Cortante y Momento Flexionante - Ingeniera Simplificada para Arquitectos y Constructores H. Parker - LIMUSA 23 al 38

L 04 Teora de la Flexin y Propiedades de las Secciones - Ingeniera Simplificada para Arquitectos y

Constructores

H. Parker - LIMUSA 39 al 58L 05A Tablas Tcnicas - Agenda del Constructor Varios 59 al 91

L 05B Tablas Tcnicas - Agenda del Constructor - Varios 92 al 128


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ENCOFRADOS FIERRERANOVIEMBRE 2001L 06 Simbologa - Estructuras Metlica - Manual de Aplicacin - Barras de Construccin - Aceros Arequipa 129 al 130

M SEGURIDAD, HIGIENE Y SALUD EN CONSTRUCCION

M 01 A Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 01 AL 23

TOMO VII

M 01 B Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 24 AL 55

M 01 C Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 56 al 77

M 01 D Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad. 78 al 96

M 01 E Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 97 al 110

M 01 F Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 111 al 125

M 01 G Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 126 al 148

M 01 H Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 149 al 168

M 02 Disposiciones Generales - Seguridad e Higiene en la Construccin Civil - OIT 169 al 173

M 03 Generalidades - Organizacin - Orden y Limpieza SH en la Constr. Civil - Resumen ResidenteObra Edificaciones. SENCICO 174 al 178

M 04 Sealizacin - Seguridad e Higiene en la Construccin Civil - Resumen Residente Obra Edificaciones 179 al 187

M 05 Proteccin Personal - Riesgos Higinicos SH en la Construccin Civil - Resumen Residente ObraEdificaciones - SENCICO 188 al 192

M 06 Prevencin de Accidentes en las Excavaciones para la Construccin. - La Positiva Seguros y Reaseguros 193 al 204M 07 Prevencin de Accidentes en Supervisin de Trabajo en Construccin de Edificios - La Positiva 205 al 224

M 08 Manejo Manual de Materiales en la Construccin - La Positiva 225 al 239

M 09 Manual de Investigacin de Accidentes e Incidentes - La Positiva 240 al 244

M 10 Seguridad e Higiene Ocupacional en el Sector de la Industria de la Construccin - SENCICO 245 al 253

N. PREVENCION CONTRA SISMOS E INCENDIOS

N 01 Diseo Ssmico - Diseo de Estructuras de Concreto - Nilson Winter - McGraw Hill 01 AL 09

N 02 Principios Bsicos del Diseo y Construccin Antissmica Terremotos - F. Oshiro -UPSMP 10 AL 17

N 03 Prevencin de Incendios - Prevencin de Incendios - J. A. Barrenechea Ministerio de Pesquera 18 AL 49

N 04 La Estructura del Edificio de Albailera - Diseando y Construyendo con Albailera - H. Gallegos V. La Casa 50 AL 57


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TEMA: CONCRETOREFER: TPICO DE TECNOLOGA DEL CONCRETO E. PASQUEL C.



EL AGUA EN EL CONCRETO

4.0. INTRODUCCIN

Ya hemos visto que el agua es el elemento indispensable para la hidratacin del cemento y eldesarrollo de sus propiedades, por lo tanto este componente debe cumplir ciertos requisitospara llevar a cabo su funcin en la combinacin qumica, sin ocasionar problemas colaterales sitiene ciertas sustancias que pueden daar al concreto.

Complementariamente, al evaluar el mecanismo de hidratacin del cemento vimos comoaadiendo agua adicional mediante el curado se produce hidratacin adicional del cemento,luego esta agua debe cumplir tambin algunas condiciones para poderse emplear en elconcreto.

En este captulo abordaremos ambos aspectos, sin tocar campos especiales como son losefectos de variaciones en la presin de poros, as como las situaciones de temperaturasextremas en el concreto que ocasionan comportamientos singulares del agua (Ref. 4.1).

4.1. EL AGUA DE MEZCLAEl agua de mezcla en el concreto tiene tres funciones principales:

I. Reaccionar con el cemento para hidratarlo ,

II. Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto

III. Procurar la estructura de vacos necesaria en la pasta para que los productos dehidratacin tengan espacio para desarrollarse.

Por lo tanto, la cantidad de agua que interviene en la mezcla de concreto es normalmente porrazones de trabajabilidad, mayor a la necesaria para la hidratacin del cemento.

El problema principal del agua de mezcla reside en las impurezas y la cantidad de stas, queocasionan reacciones qumicas que alteran el comportamiento normal de la pasta de cemento.

Una regla emprica en que sirve para estimar si determinada agua sirve o no para emplearse en

la produccin de concreto, consiste en establecer su habilidad para el consumo humano, yaque lo que no daa al hombre no daa al concreto.

En este sentido, es interesante distinguir el agua potable en trminos de los requerimientosnominales establecidos por los organismos que regulan su produccin y uso, y el agua aptapara consumo humano, ya que los requerimientos aludidos normalmente son mucho masexigentes de lo necesario.

Como dato interesante, es una evidencia que en el Per muy pocas aguas potables cumplencon las limitaciones nominales indicadas, sobre todo en lo que se refiere al contenido desulfatos y carbonatos, sin embargo sirven para el consumo humano y consecuentemente parael concreto, por lo que no debe cometerse el error de establecer especificaciones para aguaque luego no se pueden satisfacer en la prctica.

No existe un patrn definitivo en cuanto a las limitaciones en composicin qumica que debe

tener el agua de mezcla, ya que incluso aguas no aptas para el consumo humano sirven parapreparar concreto y por otro lado depende mucho del tipo de cemento y las impurezas de losdems ingredientes.

Los efectos ms perniciosos que pueden esperarse de aguas de mezcla con impurezas son:retardo en el endurecimiento, reduccin de la resistencia, manchas en el concreto endurecido,eflorescencias, contribucin a la corrosin del acero, cambios volumtricos etc.

Curiosamente, ni el ACI ni el ASTM establecen requisitos para el agua de mezcla para concreto(Ref. 4.1), sin embargo, en una iniciativa realmente importante, la norma Nacional ITINTEC339.088 s establece requisitos para agua de mezcla y curado y que se detallan en la Tabla 4.1(Ref. 4.2):


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TABLA 4.1 LIMITES PERMISIBLES PARA AGUA DE MEZCLA Y DE CURADO

SEGN LA NORMA ITINTEC 339,088 (Ref. 4.2)

Slidos en suspensinMateria orgnica

Alcalinidad (NaHCO3)Sulfato (In SO4)Cloruros (In CI)pH

(p.p.m.)(p.p.m.)

(p.p.m.)(p.p.m.)(p.p.m.)

50003

100060010005 a 8

Max.Max.

Max.Max.Max.

Los valores establecidos en la Norma aludida son algo conservadores, pero nuestra experienciaindica que son relativamente fciles de cumplir en la mayora de los casos. En las Tabla 4.2 seconsignan algunos anlisis de agua empleada en la preparacin de concreto en proyectosejecutados en diferentes regiones de nuestro pas, donde se pueden apreciar las variacionesfactibles de esperarse en cuanto a la composicin.

TABLA 4.2 ANALISIS QUMICOS DE AGUA DE VARIAS FUENTES EN EL PERU

SAN JUAN DEMIRAFLORES LIMA

CRED.PUBLICA

PLANTA LAATARJEA

LIMA

SUB-SUELOZONA

AEROPUERTOJULIACA PUNO

AGUA DERIEGOPROYECTO

MAJESAREQUIPA

REQUISITOITINTEC339,088

Slidos en suspensinMateria OrgnicaAlcalinidad (NaHCO3)Sulfato (In SO4)Cloruros (In CI)pH

(p.p.m.)(p.p.m.)(p.p.m.)(p.p.m.)(p.p.m.)

260

201561977.8

500

25133457.9

1234337.9

28271861501417.5

50003

100060010005 a 8

En la Tabla 4.3 (Ref. 4.3) se pueden observar anlisis tpicos de agua para uso domstico enciudades sobre 20,000 habitantes en USA y Canad, y un anlisis tpico de agua de mar, donde

se puede apreciar tambin la gran variabilidad en composicin. Como comentario anecdticoes interesante anotar que en general esta agua tienen contenidos de sulfatos bastante masbajos que las aguas potables en nuestro medio, no siendo esto significativo para el caso delconcreto , pero es la fuente de los problemas estomacales que normalmente aquejan a losvisitantes forneos acostumbrados a niveles menores.

TABLA 4.3 ANALISIS TIPICOS DE AGUA DOMESTICA Y AGUA DE MAREN USA Y CANADA EN P.P.M (Ref. 4.3.)

ELEMENTO 1 2 3 4 5 6AGUA DE

MARSlice (SIO2)Hierro (Fe)Calcio (Ca)Magnesio (Mg)Sodio (Na)Potasio (K)Bicarbonato (HCO3)Sulfatos (SO4)Cloruros (Cl)Nitratos (NO3)Slidos disueltos totales

2.40.10.81.41.70.7

14.09.72.00.5

31.0

0.00.015.35.516.10.035.859.93.00.0

250.0

6.50.029.57.62.31.6

122.05.31.41.6

125.0

9.40.296.027.0183.018.0334.0121.0280.00.2

983.0

22.00.13.02.4

215.09.8

549.011.022.00.5

564.0

3.00.01.30.31.40.24.12.61.00.0

19.0

--

50-480260-1410

2190-12,20070-550

-580-2810

3960-20.000

-35.000

Existe evidencia experimental que el empleo de aguas con contenidos individuales de cloruros,sulfatos y carbonatos sobre las 5,000 ppm ocasiona reduccin de resistencias hasta del ordendel 30% con relacin a concretos con agua pura (Ref. 4.4).


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TABLA 4.4 LIMITACIONES EN LA COMPOSICIN DE AGUA DELAVADO PARA SU EMPLEO EN AGUA DE MEZCLA

Cloruros (In Cl)a) En concreto pretensado o losas para

puentes.b) Cualquier otro concreto armado en

ambiente hmedo o con elementosembutidos de aluminio o metalesdiferentes o con insertos galvanizados.

500 p.p.m. max. (b)

1,000 p.p.m. max. (b)Sulfatos (In SO4) 3,000 p.p.m. max.lcalis (NaO + 0.658 k2O) .000 p.p.m. max.Slidos Totales 50,000 p.p.m. max.Notas:

a) El agua de lavado supera los lmites de cloruros y sulfatos si se demuestra que laconcentracin calculada en el agua de mezcla total, incluyendo el agua de mezcla en losagregados y otras fuentes, no excede los lmites establecidos.

b) Para proyectos en que se permite el empleo de cloruro de calcio como acelerante, loslmites de cloruros pueden ser obviados por el propietario.

Los carbonatos y bicarbonatos de Sodio y Potasio pueden acelerar o retardar el fraguadocuando la suma de sales disueltas tiene concentraciones sobre 1000 ppm, por lo que esrecomendable en estos casos hacer pruebas de tiempo de fraguado. Hay evidencias que enestas condiciones pueden incrementarse las reacciones lcali-slice en los agregados, queveremos en detalle en le captulo siguiente.

Los carbonatos de Calcio y Magnesio no son muy soluble en el agua y en concentracioneshasta de 400 ppm no tienen efectos perceptibles en el concreto.

El Sulfato de Magnesio y el Cloruro de Magnesio en contenidos hasta de 25,000 ppm no hanocasionado efectos negativos en investigaciones llevadas a cabo en USA, pero sales de Zinc,Cobre y Plomo como las que pueden tener las aguas contaminadas con relaves mineros, encantidades superiores a 500 ppm. Tienen efectos muy negativos tanto en el fraguado como enlas resistencias.

La materia orgnica pro encima d las 1,000 ppm reduce resistencia e incorpora aire.

El criterio que establece la Norma ITINTEC 339.088 y el Comit ACI 318 (Ref. 4.5) paraevaluar la habilidad de determinada agua para emplearse en concreto, consiste en prepararcubos de mortero de acuerdo con la norma ASTM C-109 (Ref. 4.6) usando el agua dudosa ycompararlos con cubos similares elaborados con agua potable. Si la resistencia en compresina 7 y 28 das de los cubos con el agua en prueba no es menor del 90% de la de los cubos decontrol, se acepta el agua como apta para su uso en concreto.

Un caso particular lo constituye el agua del mar, con la que normalmente se puede preparar elconcreto no reforzado ya que con contenidos de sales disueltas hasta de 35,000 ppm. Losefectos que podran esperarse seran aceleracin del fraguado y probable reduccin de

resistencia alargo plazo, que puede compensarse reduciendo la relacin Agua/Cemento (Ref.4.3), sin embargo pueden producirse eflorescencias y manchas, por lo que es recomendableutilizarla slo en concretos simples en que los efectos mencionados no tengan importancia. Enel concreto armado, la alta cantidad de cloruros propicia la corrosin del acero de refuerzo, porlo que est proscrito su empleo en estos casos.

La norma ASTM C-94 para Concreto Premezclado, (Ref. 4.7) establece la Tabla 4.4 donde fijalos requisitos del agua de lavado de mixers mezcladoras, para reusarse como agua demezcla de concreto, lo cual no es una prctica usual en nuestro medio, pero est permitido ypodra ser til en alguna ocasin.

Finalmente, podemos concluir en que salvo casos especiales de aguas contaminadas enexceso (residuos industriales) o que los agregados o aditivos contribuyan a incrementarnotablemente las sustancias nocivas, siempre es posible usar aguas con ciertas impurezas

afrontando las consecuencias ya indicadas que en la mayora de casos son manejables.


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4.2. EL AGUA PARA CURADO

En general, los mismos requisitos que se exigen para el agua de mezcla deben ser cumplidospor la aguas para curado, y por otro lado en las obras es usual emplear la misma fuente desuministro de agua tanto para la preparacin como para el curado de concreto.

No obstante lo mencionado, si revisamos lo ya evaluado con respecto al mecanismo de

hidratacin del cemento y la estructura de la pasta, podemos concluir, que el agua adicionalque puede contribuir a hidratar el concreto proveniente del curado, representa una fraccinsolamente del agua total (alrededor de la quinta parte en volumen absoluto), por lo que laslimitaciones para el caso del agua de curado pueden ser menos exigentes que en el caso delagua de mezcla, pudiendo aceptarse reducirlas a la mitad en la mayora de los casos.

Otro factor que incide en esta consideracin es que el agua de curado permanecerelativamente poco tiempo en contacto con el concreto, pues en la mayora de especificacionesel tiempo mximo exigido para el curado con agua no supera los 14 das.

Una precaucin en relacin al curado con agua en obra empleando el mtodo usual de lasarroceras, esdecir creando estancamiento de agua colocando arena tierra en los bordes delelemento horizontal, consiste en que hay que asegurarse que estos materiales no tengancontaminaciones importantes de sales agresivas como cloruros o sulfatos, que entraran ensolucin y podran ocasionar efectos locales perjudiciales, si por falta de precaucin o descuidopermanecen en contacto con el concreto durante mucho tiempo.El agua de lavado de mixers o mezcladoras, puede emplearse normalmente sin problemas enel curado del concreto, siempre que no tengan muchos slidos en suspensin, ya que enalgunos casos se crean costras de cemento sobre las superficies curadas, sobre todo cuando elagua proviene del lavado de equipo donde se han preparado mezclas ricas en cemento y se haempleado poco agua en esta labor.


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TEMA: CONCRETOREFER: TPICOS DE TECNOLOGA DE CONCRETO E. PASQUEL C.



LOS AGREGADOS PARA CONCRETO

5.0. INTRODUCCIN

Se definen los agregado como los elementos inertes del concreto que son aglomerados por lapasta de cemento para formar la estructura resistente.Ocupan alrededor de la partes del volumen total (Ver Fig. 2.1 en el Captulo 2) luego lacalidad de estos tienen una importancia primordial en el producto final.

La denominacin de inertes es relativa, porque si bien no intervienen directamente en lasreacciones qumicas entre el cemento y el agua, para producir el aglomerante o pasta decemento, sus caractersticas afectan notablemente el producto resultante, siendo en algunoscasos tan importantes como el cemento para el logro de ciertas propiedades particulares deresistencia, conductibilidad, durabilidad etc.

Estn constituidos usualmente por partculas minerales de arenisca, granito, basalto, cuarzo ocombinaciones de ellos, y sus caractersticas fsicas y qumicas tienen influencia enprcticamente todas las propiedades del concreto.

La distribucin volumtrica de las partculas tiene gran trascendencia en el concreto pues paratener una estructura densa y eficiente as como una trabajabilidad adecuada. Estcientficamente demostrado que debe haber un ensamble casi total entre las partculas, demanera que las mas pequeas ocupen los espacios entre las mayores y el conjunto est unidopor la pasta de cemento.

5.1. CLASIFICACIN DE LOS AGREGADOS PARA CONCRETO

Las clasificaciones que describiremos a continuacin no son necesariamente las nicas ni lasms completas, pro responden a la prctica usual en Tecnologa del Concreto.

a) Por su procedencia.

Se clasifican en:

a.1.) Agregados naturales.

Son los formados por los procesos geolgicos naturales que han ocurrido en el planeta durantemiles de aos, y que son extrados, seleccionados y procesados para optimizar su empleo en laproduccin de concreto.

a.2.) Agregados Artificiales.

Provienen de un proceso de transformacin de materiales naturales, que proveen productossecundarios que con un tratamiento adicional se habilitan para emplearse en la produccin deconcreto.

Algunos agregados de este tipo los constituyen la escoria de altos hornos, la arcilla horneada,el concreto reciclado, la microslice etc el potencial de uso de estos materiales es muy amplio,en la medida que se van investigando y desarrollando otros materiales y sus aplicaciones enconcreto, por lo que a nivel mundial hay una tendencia muy marcada hacia progresar en estesentido.

En nuestro pas, existen zonas como por ejemplo en la Selva donde no se dispone deagregados normales para hacer concreto y la mayor parte de las veces se tiene que improvisarsoluciones que no garantizan el material resultante, por los que es imprescindible el empezar aahondar en las posibilidades de desarrollar materiales artificiales en aquellas regiones,estimulando en las Universidades la investigacin orientada hacia la solucin tcnica yeconmica de estos problemas.

b) Por su gradacin.

La gradacin es la distribucin volumtrica de las partculas que como ya hemos mencionadotiene suma importancia en el concreto.

Se ha establecido convencionalmente la clasificacin entre agregado grueso (piedra) yagregado fino (arena) en funcin de la partculas mayores y la menores de 4.75 mm (MallaStandard ASTM #4).

Esta clasificacin responde adems a consideraciones de tipo prctico ya que las tcnicas deprocesamiento de los agregados (zarandeo, chancado) propenden a separarlos en esta formacon objeto de poder establecer un control mas preciso en su procesamiento y empleo.


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c) Por su densidad.

Entendiendo densidad como la Gravedad especfica, es decir el peso entre el volumen deslidos referido a la densidad del agua, se acostumbra clasificarlos en normales con Ge = 2.5 a2.75, ligeros con Ge 2.5 y pesados con Ge 2.75. cada uno de ellos marca comportamientosdiversos en relacin al concreto, habindose establecido tcnicas y mtodos de diseo y usopara cada caso.

5.2. CARACTERSTICAS FSICAS

En general son primordiales en los agregados las caractersticas de densidad, resistencia,porosidad, y la distribucin volumtrica de las partculas, que se acostumbra denominargranulometra o gradacin.

Asociadas a estas caractersticas se encuentran una serie de ensayos o pruebas Standard quemiden estas propiedades para compararlas con valores de referencia establecidos o paraemplearlas en el diseo de mezclas.

Es importante para evaluar estos requerimientos el tener claros los conceptos relativos a lassiguientes caractersticas fsicas de los agregados y sus expresiones numricas:

a) Condiciones de Saturacin

En la Fig. 5.1 (Ref. 5.3) se han esquematizado las condiciones de saturacin de una partcula

ideal de agregado, partiendo de la condicin seca hasta cuando tiene humedad superficial,pudindose asimilar visualmente los conceptos de saturacin en sus diferentes etapas, queservirn durante el desarrollo del presente captulo.

b) Peso especfico (Specific Gravity)

Es el cociente de dividir el peso de las partculas entre el volumen de las mismas sin considerarlos vacos entre ellas. Las Normas ASTM C 127 y C 128 (Ref. 5.4 y 5.5) establecen elprocedimiento estandarizado para su determinacin en laboratorio, distinguindose tresmaneras de expresarlo en funcin de las condiciones de saturacin. En la Fig. 5.2 se muestragrficamente la distribucin de volmenes de slidos, poros y vacos para agregado secado alhorno, establecindose la expresiones para la determinacin en laboratorio y clculo del pesoespecfico.

Hay que tomar en cuenta que las expresiones de la norma son adimensionales, luego hay quemultiplicarlas por la densidad del agua en las unidades que se deseen para obtener elparmetro a usar en los clculos. Su valor para agregados normales oscila entre 2,500 y 2,750

kg/m3.


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c) Peso unitario

Es el cociente de dividir el peso de las partculas entre el volumen total incluyendo los vacos.Al incluir los espacios entre partculas, est influenciado por la manera en que se acomodanestas, lo que lo convierte en un parmetro hasta cierto punto relativo.

La Norma ASTM C-29 (Ref. 5.6), define el mtodo estndar para evaluarlo, en la condicin deacomodo de las partculas luego de compactarlas en un molde metlico apisonndolas con 25

golpes con una varilla de 5/8 en 3 capas. El valor obtenido, es el que se emplea en algunosmtodos de diseo de mezclas para estimar las proporciones y tambin para hacerconversiones de dosificaciones en peso a dosificaciones en volumen.

En este ltimo caso hay que tener en cuenta que estas conversiones asumen que el material enestado natural tiene el peso unitario obtenido en la prueba estndar, lo cual no es cierto por lascaractersticas de compactacin indicadas. Algunas personas aplican el mismo ensayo perosin compactar el agregado para determinar el peso unitario suelto, sin embargo este valortampoco es necesariamente el del material en cancha, por lo que se introducen tambin erroresal hacer conversiones de diseos en peso a volumen.

La mejor recomendacin para reducir el error aludido, es hacer por lo menos 5 determinacionesde peso unitario suelto en porciones de muestras de agregados que representen varios nivelesde las pilas de almacenaje para reflejar las probables variaciones por segregacin.

El valor del peso unitario para agregados normales oscila entre 1,500 y 1,700 kg/m3.d) Porcentaje de vacos

Es la medida del volumen expresado en porcentaje de los espacios entre las partculas deagregados. Depende tambin del acomodo entre partculas, por lo que su valor es relativocomo en el caso del peso unitario.

La misma norma ASTM C 29 indicada anteriormente establece la frmula para calcularlo,empleado los valores de peso especfico y peso unitario estndar:

wxS

MWxSvacosde

)(100%

Donde:

S = Peso especfico de masa

W = Densidad del agua

W = Peso unitario compactado seco


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e) Absorcin

Es la capacidad de los agregados de llenar con agua los vacos internos en las partculas. Elfenmeno se produce por capilaridad, no llegndose a llenar absolutamente los poros indicadospues siempre queda aire atrapado.

Tiene importancia pues se refleja en el concreto reduciendo el agua de mezcla, con influenciaen la propiedades resistentes y en la trabajabilidad, por lo que es necesario tenerla siempre encuenta para hacer las correcciones necesarias.La normas ASTM C 127 y 128 ya mencionadas en b) establecen la metodologa para sudeterminacin expresada en la siguiente frmula:

SecoPeso

SecoPesoSSSPesoAbsorcin

..%

f) Porosidad

Es el volumen de espacios dentro de la partcula de agregados.

Tiene una gran influencia en todas las dems propiedades de los agregados, pues esrepresentativa de la estructura interna de la partcula.

No hay un mtodo estndar en ASTM para evaluarla, sin embargo existen varias formas de

determinacin por lo general complejas y cuya validez es relativa. Una manera indirecta deestimarla es mediante la determinacin de la absorcin, que da un orden de magnitud de laporosidad normalmente un 10% menor que la real, ya que como hemos indicado en el prrafoanterior, nunca llegan a saturarse completamente todos los poros de la partcula.

Los valores usuales en agregados normales pueden oscilar entre 0 y 15% aunque por logeneral el rango comn es del 1 al 5%.

En agregados ligeros, se pueden tener porosidades del orden del 15 al 50%.

g) Humedad

Es la cantidad de agua superficial retienen en un momento determinado las partculas deagregado.

Es una caracterstica importante pues contribuye a incrementar el agua de mezcla en elconcreto, razn por la que se debe tomar en cuenta conjuntamente con la absorcin para

efectuar las correcciones adecuadas en el proporcionamiento de las mezclas, para que secumplan la hiptesis asumidas.

La humedad se expresa de la siguiente manera segn ASTM C566 (Ref. 5.7).

100sec

sec% x

oPeso

oPesomuestraladeoriginalPesoHumedad

5.3. CARACTERSTICAS

Estn constituidas por aquellas propiedades que le confieren la capacidad de soportaresfuerzos o tensiones producidos por agentes externos.

Las principales son:

a) Resistencia

Capacidad de asimilar la aplicacin de fuerza de compresin, corte, traccin y flexin.Normalmente se mide por medio de la resistencia en compresin, para lo cual se necesitaensayar testigos cilndricos o cbicos de tamao adecuado al equipo de ensayo, que seperforan o cortan de una muestra lo suficientemente grande.

La resistencia en compresin est inversamente relacionada con la porosidad y la absorcin ydirectamente con el peso especfico.

Agregados normales con Peso especfico entre 2.5 a 2.7, tienen resistencias en compresin delorden de 750 a 1,200 kg/cm2.

Los agregados ligeros con Peso especfico entre 1.6 a 2.5 usualmente manifiestan resistenciasde 200 a 750 kg/cm2.

La resistencia del agregado condiciona en gran medida la resistencia del concreto, por lo quees fundamental el evaluarla directa o indirectamente cuando se desea optimizar la calidad de

los concretos.b) Tenacidad


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Se denomina as en general a la resistencia al impacto

Est ms relacionada con la solicitacin en flexin que en compresin, as como con laangularidad y aspereza de superficie.

Tiene trascendencia en las propiedades del concreto ante impactos, que son importantes entrminos prcticos, al momento de evaluar las dificultades en el procesamiento por chancadodel material. Su estimacin es ms cualitativa que cuantitativa.

c) Dureza

Es la resistencia al desgastarse por la accin de una partculas sobre otras o por agentesexternos.

En los agregados para concreto se cuantifica por medio de la resistencia a la abrasin en laMquina de Los Angeles, que consta de un cilindro metlico donde se introduce el agregadoconjuntamente con esferas de acero de ciertas dimensiones, hacindose girar el conjunto uncierto nmero de revoluciones que provocan el roce entre partculas y de las esferas sobre lamuestra provocando el desprendimiento superficial de material el cual se mide y expresa enporcentaje. Las normas ASTM aplicables son la C-131 y C-535 (Ref. 5.8 y 5.9).

Agregados con altos valores de desgaste a la abrasin (50%) producen concretos concaractersticas resistentes inadecuadas en la mayora de casos.

5.4. PROPIEDADES TERMICASCondicionan el comportamiento de los agregados ante el efecto de los cambios de temperatura.Estas propiedades tienen importancia bsica en el concreto pues el calor de hidratacingenerado por el cemento, adems de los cambios trmicos ambientales actan sobre losagregados provocando dilataciones, expansiones, retencin o disipacin de calor segn sea elcaso.

Las propiedades trmicas estn afectadas por la condicin de humedad de los agregados, ascomo por la porosidad, por lo que sus valores son bastante variables. Las principales son (Ref.5.3).

a) Coeficiente de expansin

Cuantifica la capacidad de aumento de dimensiones de los agregados en funcin de latemperatura. Depende mucho de la composicin y estructura interna de las rocas y varasignificativamente entre los diversos tipos de roca.En los agregados secos es alrededor de un 10% mayor que en estado parcialmente saturado.Los valores oscilan normalmente entre 0.9 x 10-6 a 8.9 x 10-6/C.

b) Calor especfico

Es la contidad de calor necesaria para incrementar en 1C la temperatura. No vara mucho enlos diversos tios de rocas salvo en el caso de agregados muy ligeros y porosos. Es del ordende 0.18 Cal/grC.

c) Conductividad Trmica

Es la mayor o menor facilidad para conducir el calor. Est influenciada bsicamente por laporosidad siendo su rango de variacin relativamente estrecho. Los valores usuales en losagregados son de 1.1 a 2.7 Btu/pie.hr.F.

d) DifusividadRepresenta la velocidad con que se pueden producir cambios trmicos dentro de una masa.Se expresa como el cociente de dividir la conductividad entre el producto del calor especficopor la densidad.

5.5. CARACTERSTICAS QUMICAS

Los agregados, tambin llamados inertes, son en general sumamente resistentes al ataque deagentes qumicos, siendo importante establecer que cualquier agresin de este tipo debe ser enforma de solucin para que tenga la posibilidad de surtir algn efecto.

Existe una forma de ataque qumico sobre los agregados, que es la mas importante desde elpunto de vista de sus consecuencias en la durabilidad del concreto y que es producida por lareaccin de ciertos agregados con los lcalis del cemento produciendo compuestos expansivos.


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Reaccin Alcali Slice

El Oxido de Sodio y el Oxido dePotasio que constituyen loslcalis en el cemento, en ciertascantidades y en presencia decondiciones particulares de

temperatura y humedad,pueden reaccionar con ciertosminerales definidos en la Tabla5.2 produciendo un gelexpansivo.

Normalmente se requierencontenidos de lcalis evaluadoscomo (Na2O + 0,658 K2O) quesean superiores a 0.6 %temperaturas ambiente delorden de 30C, humedadesrelativas de alrededor del 80% yun tiempo por lo general nomenor de 5 aos para que seevidencie la reaccin.

Existen varias maneras deevaluar la posibilidad de quedeterminado agregado puedaser reactivo, pero el primerpaso consiste en obtener lamayor cantidad de informacinsobre su uso anterior enconcreto, inspeccionando lasestructuras que tengan mas de5 10 aos de antigedad para

observar si se han producidofisuraciones sistemticas.

Existen tres pruebas de laboratorio estandarizados definidas en ASTM C-289 (Ref. 5.10), ASTMC-227 (Ref. 511) y ASTM C-295 (Ref. 512) que permiten obtener informacin para calificar elagregado desde el punto de vista de la reactividad.

La primera es qumica y consiste en someter una muestra de agregado chancado y tamizado, ala accin de una solucin de Hidrxido de Sodio durante un periodo de 24 horas a unatemperatura de 80C dentro de una cpsula de platino, para medir luego el Slice disuelto. Lacorrelacin de resultados de este ensayo con reacciones alcalinas comprobadas en obra hanpermitido al ASTM elaborar el grfico de la Fig. 5.3 en la que entrando con los valores de SliceDisuelto (Sc) y la Reduccin en alcalinidad (Rc) se verifica si se cae dentro del rango deagregados reactivos, potencialmente reactivos e inocuos.

La prueba es simple y relativamente rpida, y en nuestro pas slo se realiza en la Facultad deQumica de la Universidad Catlica del Per.

La segunda prueba denominada de la Barra de Mortero, consiste en preparar y moldear unmortero preparado con el agregado dudoso y cemento con contenido de lcalis superior a 0.8%sometiendo las probetas a un almacenaje en condiciones de humedad no inferiores al 50% yTemperatura de 36.1 a 39.5C. Al inicio y al fin del perodo de almacenaje se mide la longitudde los testigos con una aproximacin de 0.002 mm. Determinndose de este modo elporcentaje de incremento en dimensiones.

El tiempo de almacenaje se recomienda que no sea menor de 6 meses necesitndose enocasiones hasta 1 ao. Si la expansin es mayor de 0.05% a los 3 meses 0.10% al cabo de 6meses, se considera que el agregado es reactivo. En caso que se obtengan expansionesmayores de 0.05% en 3 meses pero menores de 0.10% en 6 meses se asume que el agregadono es reactivo.Pese a que es una prueba que arroja evidencias ms directas, tiene elinconveniente el tiempo que demora, lo que la hace impracticable en la mayora de casos.


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Pese a que su ejecucin es factible en nuestro medio, no tenemos antecedentes de haberserealizado nunca.

La ltima prueba la constituye el ensayo petrogrfico, que consiste en preparar una muestra deagregado en base a ciertas condiciones de muestreo y tamizado que establece la norma yproceder a efectuar evaluacin de las partculas mediante microscopio. La norma indica que enciertos casos puede requerirse de otros medios como difraccin por rayos X, anlisis trmico

diferencial o espectroscopia infrarroja entre otros.Para que esta prueba tenga significado debe ser realizada por un petrografista especializado enconcreto, con experiencia en los fenmenos descritos, de tal modo que pueda calificaradecuadamente el agregado.

En nuestro medio, los ensayos petrogrficos los llevan a cabo normalmente los Gelogos o losIngenieros Mineros por los requerimientos de su profesin, por lo que consideramos difcilencontrar un profesional que tenga experiencia en estos casos de reactividad alcalina paraopinar concluyentemente en un ensayo petrogrfico sobre un agregado dudoso.

Esto nos lleva a meditar en la necesidad de que las Universidades propicien la especializacinen petrografa en concreto pues en nuestro pas existen muchas zonas con agregados quepodran ser reactivos, pese a que a la fecha no hay ningn caso comprobado, pero no esimprobable que ocurra.

El ASTM C-150, establece por otro lado una limitacin de 0.6% en el contenido de lcalis de loscementos para prevenir la posibilidad de reaccin lcali-slice.

Investigaciones llevadas a cabo recientemente por el National Research Council en U.S.A., atravs del Strategic Highway Research Program (Ref. 5.13, 5.14), indican que las dos primeraspruebas pese a ser las mas empleadas en todos los estados norteamericanos, no ofrecen laconfiabilidad suficiente en los resultados para poder ser concluyentes, particularmente en elcaso de agregados lentamente reactivos como el gneiss grantico y la cuarcita, y por otro lado,la limitacin en el contenido de lcalis de ASTM C-150 tampoco garantiza que no hayreactividad.

Los investigadores establecen como alternativa mas rpida y confiable una variante de laprueba de la barra de mortero, desarrollada por el National Building Research Institute enSudfrica.

El ensayo consiste en general en preparar el testigo tal como lo establece ASTM C-227 peroempleado una relacin Agua/cemento fija de 0.50 para mantener la permeabilidad constante, yalmacenarlo en una solucin 1 N de NaOH por 14 das luego de haber estado inmerso en aguapor 24 horas a aproximadamente 80C. Los resultados experimentales comprueban que lareactividad alcalina se produce si la diferencia entre la expansin medida a las 24 horas y luegode los 14 das es superior a 0.08%.

Si bien la solucin IN de NaOH fue la empleada inicialmente al desarrollarse este mtodo, sehan evaluado diversas concentraciones de soluciones normales y relaciones Agua/cementopara evaluar los niveles mximos de lcalis que no producen reactividad, as como lascantidades de puzolana que habra que emplear para controlarla, siendo los resultadossumamente positivos en cuanto a la eficacia en predecir el comportamiento de la reaccin enestos aspectos, por lo que en un futuro prximo, el mtodo perfeccionado permitir evaluaradems dichos parmetros.

Los mtodos para evaluar la reactividad alcalina en concreto endurecido, es decir enestructuras ya construidas, y la alternativas para controlarla se abordan en los captulos 11 y12.

a) Reaccin Alcali-Carbonatos

Este tipo de reaccin es similar a la anterior, y se puede producir cuando se emplean losagregados de la Tabla 5.2 donde reaccionan los carbonatos generando sustancias expansivas.

Existe el ensayo estndar ASTM C-586 (Fef. 5.15) para evaluar la reactividad potencial,consistente en someter un testigo cilndrico de la roca en cuestin, de 10 mm de dimetro y 35mm de altura, a la agresin de una solucin de Hidrxido de Sodio a temperatura ambientedurante 24 Horas, midindose el cambio en longitud durante este periodo con una precisin de0.0025 mm. Si las expansiones superan el 0.10 % es indicativo de reactividad.


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TABLA 5.2 MINERALES, ROCAS Y MATERIALE SINTTICOS QUE PUEDEN SER

POTENCIALMENTE REACTIVOS CON LOS LCALIS DEL CEMENTOREACCION ALCALI SLICE REACCIN ALCALI-CARBONATO

AndesitasArgillitasCiertas Calizas yDolomitasCalcedoniaCristobalitaDacitaVidrio VolcnicoGneiss Grantico

OpaloPizarras OpalinasFilitasCuarcitaCuarzosaRiolitasEsquistosPizarras Silcias y ciertas otrasformas de cuarzoVidrio Siliceo, Sinttico yNaturalTrioimita

Dolomitas CalcticasCalizas DolimticasDolomitas de grano fino

No tenemos antecedentes de ocurrencia de este tipo de reaccin en el Per, ni de haberseejecutado alguna vez la prueba indicada, sin embargo no tendra la menor dificultad deejecucin en nuestro medio si as se requiriera.

Hay que indicar que la norma ASTM C-856 (Ref. 5.16) define las pautas para la realizacin delEnsayo Petrogrfico en concreto endurecido que proporciona informacin importante sobre lasestructuras ya construidas, pero hacemos la salvedad ya mencionada sobre la falta deespecialistas en este campo.

Finalmente mencionaremos que se ha desarrollado ltimamente en la Universidad de Cornellen U.S.A. una prueba que diagnostica eficientemente la reactividad lcali slice en concretoendurecido, y que se explica detalladamente en el captulo II relativo a los cambios volumtricosen el concreto.

5.6. CARACTERSTICAS GEOMTRICAS Y MORFOLGICAS

La forma y textura de las partculas de agregados influyen grandemente en los resultados deobtenerse en las propiedades del concreto. Por un lado existe un efecto de anclaje mecnicoque resulta ms o menos favorable en relacin con el tamao, la forma, la textura superficial y

el acomodo entre ellas. Por otro, se producen fenmenos de adherencia entre la pasta decemento y los agregados, condicionados tambin por estos factores, que redundan en elcomportamiento resistente y en la durabilidad del concreto.

a) Forma

Por naturaleza los agregados tienen una forma irregularmente geomtrica compuesta porcombinaciones aleatorias de caras redondeadas y angularidades. Bryan Mather (Ref. 5.3)establece que la forma de las partculas est controlada por la redondez o angularidad y laesfericidad, dos parmetros relativamente independientes.

La redondez o angularidad se puede definir numricamente como la relacin entre el radio decurvatura promedio de los bordes de la partcula entre el radio del mximo crculo inscrito.

La esfericidad depende de la relacin entre el rea superficial de la partcula y su volumen, lalongitud mxima del prisma rectangular circunscrito, la velocidad de sedimentacin y la relacinentre el volumen de la partcula y el de la esfera circunscrita. Existen varias maneras decaracterizarla numricamente basadas en las longitudes de sus 3 ejes principales:

2// abcSadS

Donde:S = Esfericidadd = Dimetro de la esfera de igual volumen que la partculaa = Longitud del eje mayorb = Longitud del eje intermedioc = Longitud del eje mas corto

Estas cuantificaciones no son de utilidad prctica directa, pero son importantes cuando se haceinvestigacin en agregados o en concreto pues permiten la evaluacin numrica de estas

caractersticas, superando la apreciacin subjetiva o solamente cualitativa que no es suficientepara establecer conclusiones valederas.


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En trminos meramente descriptivos, la forma de los agregados se define en:

1) Angular : Poca evidencia de desgaste en caras y bordes

2) Subangular : Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes

3) Subredondeada : Considerable desgaste en caras y bordes

4) Redondeada : Bordes casi eliminados

5) Muy redondeada : Sin caras ni bordesLa esfericidad resultante de agregados procesados, depende mucho del tipo de equipo dechancado y la manera como se opera. La redondez est ms en funcin de la dureza yresistencia al desgaste por abrasin.

Los agregados con forma equidimensional producen un mejor acomodo entre partculas dentrodel concreto, que los que tienen forma plana o alargada, y requieren menos agua, pasta decemento, o mortero para un determinado grado de trabajabilidad del concreto (Ref. 5.3).

b) Textura

Representa qu tan lisa o rugosa es la superficie del agregado. Es una caracterstica ligada ala absorcin pues agregados muy rugosos tienen mayor absorcin que los lisos, adems queproducen concretos menos plsticos pues se incrementa la friccin entre partculas dificultandoel desplazamiento de la masa.

En la Fig 5.4 (Ref. 5.3) se puede observar la variacin del coeficiente de friccin entre partculasde agregado constituido por canto rodado de textura lisa y piedra chancada de textura rugosa,donde se verifica el incremento de la friccin en este ltimo.

5.7. ANLISIS GRANULOMETRICO

Tomando en cuenta lo que ya hemos hablado sobre la forma irregularmente geomtrica de laspartculas de agregados, es obvio que no es simple establecer un criterio numrico individualpara definir el tamao de cada partcula midiendo sus dimensiones.

Como sera sumamente difcil medir el volumen de los diferentes tamaos de partculas, se usauna manera indirecta, cual es tamizarla por una serie de mallas de aberturas conocidas y pesarlos materiales retenidos refirindolos en % con respecto al peso total.

A esto es lo que se denomina anlisis granulomtrico o granulometra, que es la representacinnumrica de la distribucin volumtrica de las partculas por tamaos.


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Los valores hallados se representan grficamente en un sistema coordenado semi-logartmicoque permite apreciar la distribucin acumulada. Cuando se representa la distribucingranulomtrica de la mezcla de agregados de pesos especficos que no difieren mucho, lagranulometra es prcticamente igual sea la mezcla en peso o en volumen absoluto, perocuando se trata de agregados de pesos especficos muy diferentes, hay que hacer lasconversiones a volumen absoluto para que se represente realmente la distribucin volumtrica

que es la que interesa para la elaboracin de concreto.La serie de tamices estndar ASTM para concreto tiene la particularidad de que empieza por eltamiz de abertura cuadrada 3 y el siguiente tiene una abertura igual a la mitad de la anterior. Apartir de la malla 3/8 se mantiene la misma secuencia, pero el nombre de las mallas seestablece en funcin del nmero de aberturas por pulgada cuadrada. En la Tabla 5.3 seconsignan los tamices estndar ASTM (Ref. 5.17).

TABLA 5.3 TAMICES ESTANDR ASTM

DENOMINACIN DEL TAMIZ ABERTURA EN PULGADAS ABERTURA ENMILMETROS

31

3/8N 4N 8N 16N 30N 50

N 100N 200

3.001.500.75

0.3750.187

0.09370.04690.02340.01170.00590.0029

75.0037.5019.00

9.504.752.361.180.59

0.2950.14750.0737

Otro concepto importante es el del Tamao mximo, que en trminos generales significa elmenor tamiz por el que pasa todo el agregado tamizado. Se define operativamente comoTamao mximo nominal el correspondiente al menor tamiz que produce el primer retenido.

En las Fig. 5.5 y 5.6 se pueden observar grficos de granulometras de arenas y piedrasistematizados en una computadora personal con un programa de hoja de clculo, lo que hacemuy simple el procesamiento, evaluacin y registro de esta informacin en obra.

FIG. 5.5 CARACTERISTICAS FSICAS Y GRANULOMETRICASDE ARENA PARA CONCRETO

MUESTRA: ARENA PARA CONCRETOPROCEDENCIA: CANTERA HOSPICIO

FECHA: 07.10.93TCNICO: V. RAMOS C.

GRANULOMETRIA CARACTER STICAS FISICASMALLA PESO

RET.EN GR.

%RET

%RETACUM

%PASA

ACUM

MODULO DE FINEZA 282

TAMAO MAXIMO NO APLICABLE

PESO ESPECIFICO 266 gr/cm3

21 13/8#4#8#16#30#50#100#200

#200

24.0187.3185.8195.8178.7221.958.69.9

0.00.00.00.00.00.02.317.617.518.416.820.95.50.9

0.00.00.00.00.00.02.319.937.455.872.793.699.1100.0

100.0100.0100.0100.0100.0100.097.780.162.644.227.36.40.90.0

IMPUREZAS ORGANICAS NO CONTIENE

% HUMEDAD 0.6

% ABSORCIN 0.7

% MATERIAL MALLA # 200 1.2% (lavado)

% ABRASIN (500 Revoluciones) 23.5

% DE ARCILLA Y PARTICULASDESMENUZABLES

NO CONTIENE

% PARTICULAS LIGERAS 0.7

% DESOASTE (5 Ciclos SO4Na2) 1.343

REACTIVIDAD ALCALINA Rc = .....Sc = .....

OTROS:PESO UNITARIO SUELTO = 1,667 KG/M3PESO UNITARIO COMPACTADO = 1,794 kg/m3

TOTAL 1,0620 100.0MODULOFINEZA 2.82


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FIG. 5.6 CARACTERISTICAS FSICAS Y GRANULOMETRICASDE PIEDRA PARA CONCRETO

MUESTRA: PIEDRA 3.4PROCEDENCIA: CANTERA HOSPICIO

FECHA: 01.09.93TCNICO: V. RAMOS C.

GRANULOMETRIA CARACTER STICAS FISICASMALLA PESO

RET.EN GR.

%RET

%RETACUM

%PASA

ACUM

MODULO DE FINEZA 6.64TAMA O MAXIMO

MATERIAL MALLA 20 0.3

21 13/848163050100

0.00.00.0534.03325.03032.04374.0148.55.00.00.00.0

0.00.00.04.729.11.0126.638.31.30.00.00.00.0

0.00.00.04.733.860.398.7100.0100.0100.0100.0100.0

100.0100.0100.095.366.239.71.30.00.00.00.00.0

IMPUREZAS ORGANICAS NO CONTIENE

% HUMEDAD 0.4

% ABSORCIN 1.00

PESO ESPESFICO GR/CM2 2.65

% ABRASIN 23.5

% DE ARCILLA Y PARTICULASDESMENUZABLES

NO CONTIENE

% PARTICULAS LIGERAS NO CONTIENEREACTIVIDAD ALCALINA:Rc = Sc=

DURABILIDAD % 1,895

OTROS: PESO VOL. SUB 1,491 KG/M3PESO VOL. COMPAC 1,589 KG/M3

TOTAL 11,419 100.0MODULOFINEZA 6.64

El significado prctico del anlisis granulomtrico de los agregados estriba en que lagranulometra influye directamente en muchas propiedades del concreto fresco as como en


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algunas del concreto endurecido, por lo que interviene como elemento indispensable en todoslos mtodos de diseo de mezclas.

5.8. EL MODULO DE FINEZA

En la bsqueda de caracterizaciones numricas que representaran la distribucin volumtricade las partculas de agregados, se defini hace muchos aos el Mdulo de Fineza.

Es un concepto sumamente importante establecido por Duff Abrams en el ao 1925 y se definecomo la suma de los porcentajes retenidos acumulativos de la serie Estndar hasta el Tamiz N100 y esta cantidad se divide entre 100. el sustento matemtico del Mdulo de Fineza resideen que es proporcional al promedio logartmico del tamao de partculas de una ciertadistribucin granulomtrica.

Debe tenerse muy en claro que es un criterio que se aplica tanto a la piedra como a la arena,pues es general y sirve para caracterizar cada agregado independientemente o la mezcla deagregados en conjunto.

La base experimental que apoya al concepto de Mdulo de fineza es que granulometras quetengan igual M.F. independientemente de la gradacin individual, requieren la misma cantidadde agua para producir mezclas de concreto de similar plasticidad y resistencia (Ref. 5.3) lo quelo convierte en un parmetro ideal para el diseo y control de mezclas.

5.9. LA SUPERFICIE ESPECFICAEs otra caracterizacin numrica de la granulometra de agregados, que si bien no es tanprctica en su aplicacin, es importante desde el punto de vista que permite comprenderconceptualmente varias relaciones y propiedades entre los agregados y la pasta de cemento.

Se define como el rea superficial total de las partculas de agregados, referida al peso o alvolumen absoluto.

Se asume generalmente para fines de clculo y simplificacin que todas las partculas son deforma esfrica, lo cual ya introduce error, adems que no tiene el sustento experimental delmdulo de fineza, por lo que no se usa mucho salvo a nivel de investigacin.

En la Fig. 5.7 se puedeobservar un ejemploclsico que permitevisualizar el concepto dela superficie especfica yel incremento de la mismaas como el reasuperficial, al fraccionarselas partculas o al serplanas y alargadas.

Conceptualmente, al serms finas las partculasse incrementa lasuperficie especfica y elagregado necesita ms

pasta para recubrir elrea superficial totalsucediendo al contrario sies ms grueso.

En la Tabla 5.4 (Ref. 5.3)a manera de ilustracinse ha calculado el Mdulode Fineza y la Superficieespecfica para variostipos de distribuciones granulomtricas que siguen un patrn matemtico.


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TABLA 5.4. FORMULAS PARA EL CALCULO DEL MODULO DE FINEZA Y SUPERFICIEESPECIFICA PARA VARIAS GRANULOMETRAS

TIPOGRANULOMETRIA

ECUACI N DE LACURVA

GRANULOMETRICAEN % PASANTE

f (d)

MODULO DE FINEZASUPERFICIEESPECIFICA

Un tamao - 3.32 log (10 dmin) + 0.43

min000,6

d

Lineal.min.

.min.100

dD

dd

43.0.

minlog

.

min)100(log32.3

d

D

dD

d

min.

min)/(log820,13

dD

dD

Logartmicamin)/(log

.)min/(log100

dD

dd 1.88 log (100 Dd min)

min)/(log

/1.min/1800,2

dD

Dd

Parablicamin.

min.100

dD

dd

87.0.

minlog

min.

min)100(log32.3

d

D

dD

d

min

000,6

dD

d = Abertura de malladmin = Tamao mnimo de partculas

D = Tamao mximo de partculas

dmin = 0.1 min (debe usarse en estas ecuaciones siempre quedmin0.1min)

5.10. MEZCLA DE AGREGADOS

A la luz de los conceptos detallados sobre granulometra y la forma de caracterizarlanumricamente para optimizar las gradaciones, se deduce que la manera de introducirmodificaciones granulomtricas en los agregados es mezclndolos.

Existen muchos mtodos matemticos y grficos para mezclar agregados, que en algunoscasos permiten determinar la distribucin granulomtrica en peso y otros en volumen absoluto(que es la ms adecuada), pero en este acpite desarrollaremos nicamente las expresionesmatemticas que permiten calcular la gradacin resultante tanto en peso como en volumenabsoluto dependiendo del uso que le demos.

Hay que partir de que en el laboratorio al hacer la prueba de tamizado, contamos con pesos

retenidos en cada malla, que se convierten en porcentajes retenidos en cada malla referidos alpeso total y que luego estos porcentajes se van acumulando para poder dibujar la curvagranulomtrica en escala semilogartmica. Adicionalmente contamos con los pesos especficosde cada uno de los agregados que se desea mezclar.

En estas condiciones tenemos que la mezcla de agregados en peso en base a los porcentajesretenidos acumulativos en cada malla se deduce de la siguiente manera:

Sea:Pn = Peso retnenido acumulativo del agregado P en la malla n.An = Pso retenido acumulativo del agregado A en la malla n.Pt = Peso total del agregado P a mezclarseAt = Peso total del agregado A a mezclarseK = Proporcin de mezcla en peso = Pt/At.............................(1)

El porcentaje retenido acumulativo de la mezcla de P y A para la malla n viene dado por:

)2(.............100)(%1

xAP

APAPpesoenMezcla

t

nnn

pero de (1) se deduce que Pt = K x Aty reemplazando en (2) se tiene:

100)1(

100)1(

100)1(

)(% xkA

Ax

KA

Px

KA

APAPMezcla

t

n

t

n

t

nnn

en peso

)3.....(..........100)1(

100)1(

)(%

xKA

Ax

KA

KPAPMezcla

t

n

t

nn en peso

Pero por otro lado:

)4.......(..........Re%%100 PagregadodeloacumulativtenidoPxP

Pn

t

n en malla n


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Se concluye remplazando (4) y (5) en (3) que el porcentaje retenido acumulativo de la mezclade los agregados P y A en peso para la malla n, en la proporcin K viene dada por:

)6..(....................1

%%

)(%

K

APK

APpesoenMezcla

nn

n Esta expresin se puede usar sin problemas para calcular mezclas de agregados de pesoespecfico similar ya que como hemos explicado, no se introduce mucho error en comparacincon hacerlo en volumen absoluto, pero cuando varan mucho se debe utilizar las siguientesexpresiones:

ea:

Pn = Peso retenido acumulativo del agregado P en la malla n

An = Peso retenido acumulativo del agregado A en la malla n

%Pn = % retenido acumulativo del agregado P en la malla n en peso

%An = % retenido acumulativo del agregado A en la malla n en peso

VPn = Volumen absoluto acumulativo del agregado P en la malla n

VAn = Volumen absoluto acumulativo del agregado A en la malla n

%VPn = % retenido acum. del agregado P en la malla n en volumen absoluto

%VAn = % retenido acum. del agregado A en la malla n en volumen absoluto

Pt = Peso acumulativo total del agregado P

At = Peso acumulativo total del agregado A

Gp = Gravedad especfica del agregado P

GA = Gravedad especfica del agregado A

Tenemos que:

VPn = Pn/Gp....................(7) y VAn= An/GA....................(8)

K = Pt/At = Proporcin de mezcla en peso

p

A

At

pt

G

GK

GA

GPA

/

/

)9.........(..........Pr absolutovolumenenmezcladeoporcinGp

GAKA

Con estas consideraciones, tendremos que el % Retenido acumulativo de la mezcla de P y Apara la malla n en volumen absoluto ser:

absolutovolumenen

xGAGP

GAGPAPMezcla

Atpt

Anpn

n )10.....(....................100//

//)(%

Reemplazando (9) en (10) y simplificando se obtiene:

absolutovolumenen

A

APZAPMezcla nnn )11......(....................

1

%%)(%

Si los pesos especficos son iguales o muy similares, se tiene que Z = K y la frmula (II)adquiere la misma expresin que la (6), verificndose pues matemticamente que en estoscasos mezclar en peso o en volumen absoluto producen la misma distribucin granulomtrica.

Cuando se mezclan 3 agregados hay que aplicar las frmulas de 2 en 2 y el peso especficopromedio a emplearse luego de mezclar los dos primeros vienes dado por:

)12...(....................%%

PrAP

APAomedio

AGPG

GGGPG

Donde:%P = % en peso en que interviene el agregado P en la mezcla


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% A = % en peso en que interviene el agregado A en la mezcla

En base a estas expresiones y al concepto de Mdulo de Fineza, podemos deducir lassiguientes expresiones:

)13........(..........01.0 100#

"3 nP PPagregadodelfinezadeModuloMF

)14.....(....................01.0 100#"3 nA AAagregadodelfinezadeMduloMF

El mdulo de fineza de la mezcla de P y A en volumen absoluto ser:

)15.(....................11

%%01.0 100#"3)(

Z

MFZMF

Z

APZMF APnnAP

)16........(....................int..%

int..%

%

%

AervienequeenAbsVolEn

PervienequeenAbsVolEn

A

PZPero

V

V

Reemplazando y despejando se tiene:

)18...(..........%1

1)17....(..........%

1AV

ZyPV

Z

Z

Reemplazando (17) y (18) en (15) tenemos finalmente:

MF(P+A)en Volumen Absoluto = % PVx MFP+ %AVx MFA.............(19)La expresin se ha deducido para una mezcla en volumen absoluto, pero obviamente sededuce similarmente para una mezcla en peso donde se tiene:

MF(P+A)en Peso = %P x MFP+ % A x MFA..........................(20)

Donde:

%P = % en peso en que interviene P en la mezcla

%A = % en peso en que interviene A en la mezcla

Quizs estas deducciones han sido algo tediosas para el lector, pero sirve para comprender elsignificado prctico de las expresiones finales que son las que se aplican en un caso real enobra, como se puede apreciar en la Tabla 5.5 en que se calculan proporciones de mezcla enpeso y en volumen absoluto para dos agregados con Pesos especficos diferentes, y en la Fig.5.8 se grafican para observar la diferencia en ambos casos.

TABLA 5.5. CALCULOS DE MEZCLA DE AGREGADOS EN PESO Y VOLUMEN ABSOLUTO

Tamiz

ARENA NORMAL G= 274 PIEDRA MAGNETITA G= 4.03 MEZCLA

Pesoen

Gramos

%Retenidoindividual

%Retenido

acumulativo

Peso engramos

%Retenidoindividual

%Retenidoacumulati

vo

45%Piedra

55% ArenaEn PesoK = 0.818

45% Piedra55% ArenaEn volumen

Z= 0.556

1 0.0 0.0 0.0 360.0 1.1 1.1 0.5 0.41 0.0 0.0 0.0 2,420.0 7.5 8.6 3.9 3.1 0.0 0.0 0.0 7,810.0 24.1 32.7 14.7 11.73/8 3.3 0.6 0.6 18,200.0 56.3 89.0 40.4 32.2#4 9.8 1.7 2.2 3,560.0 11.0 100.0 46.2 37.2#8 29.5 5.0 7.2 0.0 100.0 49.0 40.4#16 108.1 18.3 25.6 0.0 100.0 59.1 52.2#30 199.8 33.9 59.4 0.0 100.0 77.7 73.9#50 147.4 25.0 84.4 0.0 100.0 91.4 90.0#100 91.7 15.6 100.0 0.0 100.0 100.0 100.0

TOTAL 589.50 100.00 M.F.=2.79 32,350.0 100.00 M.F.=7.31 M.F. =4.83 M.F.=4.41


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5.11. EVALUACIN DE LA CALIDAD Y LA GRADACIN DE LOS

AGREGADOS

Hemos visto las diferentes caractersticas de los agregados, analizando los aspectos positivos ynegativos, pero para calificarlos en trminos prcticos, existen varios criterios estandarizados,que sirven de base para esta labor.

La norma ASTM C-33 (Ref. 5.18) establece una serie de requisitos para el agregado grueso yfino con objeto de considerarlos aptos para su empleo en concreto y que se consignan en lasTablas 5.6 y 5.7.

En el caso de las granulometras, se definen los llamados husos granulomtricos querepresentan los rangos dentro de los cuales debe encuadrarse determinada gradacin paraobtener la distribucin de partculas ms adecuada para concreto y que en teora producen lasmezclas ms densas y mejor graduadas.

Esto es cierto slo hasta cierto punto, ya que si bien al evaluarse individualmente la piedra y laarena con estos husos, se obtienen los denominados agregados bien graduados, la proporcinen que mezclen es en definitiva la que condiciona le resultado en la mezcla.

Lo importante pues en cuanto a la granulometra es la gradacin total por lo que puede darse elcaso de agregados que no entren en los husos y que sin embargo mezclndolos

adecuadamente, suministren una distribucin de partculas eficiente. La misma norma C-33admite esto ya que indica que se demuestra que con ellos se obtienen concretos que satisfacenlas especificaciones tcnicas del proyecto que se trate.

Para evaluar las granulometras totales se hace uso de las curvas tericas de que hablamosanteriormente y de husos totales, probando proporciones de mezcla de agregados que seacerquen lo ms posible a ellas.

En el Captulo 8 referente a Diseos de Mezcla, se abordan en detalle estos criterios.

En cuanto a los lmites que establece ASTM C-33 para las llamadas sustancias perjudiciales,conviene comentarlos para tener clara su trascendencia.


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TEMA: CONCRETOREFER: TPICOS DE TECNOLOGA DE CONCRETOE. PASQUEL C.



TABLA 5.6. REQUISITOS GRANULOMETRICOS ASTM C33 PARA AGREGADOS

TAMA-ON

TAMAO NORMALEN PULGADAS

(ABERTURACUADRADA)

PORCENTAJES PASANTES EN PESO PARA CADA MALLA STANDARD

4(100mm)

3 (90 mm)

3(75

mm)

2 1/2(63 mm)

2(50 mm)

1 (37.5 mm)

1(25 mm)

(19 mm)

(12.5 mm)

3/8(9.5 mm)

N 4(4.75 mm)

N 8(2.36 mm)

N 18(1.18 mm)

1 3 A 1 100 90 a 100 25 a 00 0 a 15 0 a 52 2 A 1 100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 0 a 53 2 A 1 100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 0 a 5

357 2 A Malla #4 100 95 a 100 35 a 70 0 a 5 0 a 54 1 a 100 90 a 100 25 a 55 0 a 15 0 a 5

487 1 a Malla #4 100 96 a 100 35 a 70 10 a 30 0 a 55 1 a 100 90 a 100 20 a 55 0 a 15 0 a 558 1 a 3/8 100 90 a 100 40 a 86 35 a 70 0 a 15 0 a 557 1 a Malla #4 100 95 a 100 20 a 55 0 a 10 0 a 58 a 3/8 100 90 a 100 40 a 86 0 a 15 0 a 5

87 a Malla #4 100 90 a 100 20 a 55 0 a 10 0 a 57 a Malla #4 100 90 a 100 40 a 70 0 a 15 0 a 58 3/8 a Malla #8 100 86 a 100 10 a 30 0 a 10 0 a 5


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TEMA: CONCRETOREFER: TPICOS DE TECNOLOGA DE CONCRETOE. PASQUEL C.



TABLA 5.7. REQUISITOS GRANULOMETRICOS PARA AGREGADO FINO Y LIMITES PARA SUSTANCIAS PERJUDICIALESEN AGREGADO FINO Y GRUESO SEGN ASTM C-33

REQUISITOS GRANULOMETRICOS LIMITES PARA SUSTANCIAS PERJUDICIALES EN AGREGADO GRUESO Y FINO

TAMIZ ESTANDAR(ABERTURA CUADRADA)

LIMITES TOTALES% PASANTE

DESCRIPCINAGREGADO

FINOAGREGADO

GRUESO

3/8 100 1) Lentes de Arcilla y Partculas Desmenuzable 3.0% 2.0% a 10.0N 4 95 a 100 2) Material menor que la Malla N 200 (a) 3.0% a 5.0 (*) 1.0%N 8 80 a 100 3) Carbn y Lgnito (b) 0.5% a 1.0 (d) 0.5% a 1.0N 16 50 a 85 4) Partculas Ligeras (G 2.4) - (e) 3.0% a 10.0N 30 25 a 60 5) Suma de 1), 3) y 4) - (f) 3.0% a 10.0N 50 10 a 30 6) Abrasin - 50.0%N100 2 a 10 7) Desgaste con Sulfato de Sodio 10% 12.0%

OBSERVACIONES: 8) Desgaste con Sulfato de Magnesio 15% 18.0%(a) 3% para concretos sujetos a Abrasin y 5% para los dems(b) 1% para elementos interiores, 0.5% para los dems(c) 2% y 3% para concreto estructural en clima severo y moderado, 3% para losas y pavimentos expuestos a humedecimiento, 5% en estructuras

interiores y 10% en zapatas y columnas interiores(d) 0.5% en concreto exterior, 1% en el resto

(e) 3% en concreto arquitectnico, 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 la intemperie, 10% en el resto(*) Este lmite puede incrementarse a 1.5% si el material Malla 200 no es arcilla si el agregado fino tiene un % Malla 200 inferior al lmitepermisible, en cuyo caso, el lmite para el agregado grueso se calcular con la frmula L = 1 + [(P)/(100P)] x (t-A) donde L es un nuevo lmite, P esel % de arena con respecto al total de agregados T es el lmite de la Tabla para la arena y a es el % de Material Malla 200 existente en la arena.


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ENCOFRADOS FIERRER ANOVIEMBRE 2001

a) Materia mas fino que la Malla #200Tiene trascendencia en la adherencia entre el agregado y la pasta, afectando la resistencia. Porotro lado, las mezclas requieren una mayor cantidad de agua, por lo que se acostumbre limitarlosentre el 3% al 5%, aunque valores superiores hasta del orden del 7% no necesariamente causarnun efecto pernicioso notable que no pueda contrarrestarse mejorando el diseo de mezclas,bajando la relacin Agua/Cemento y/o optimizando granulometra.

b) Impurezas OrgnicasInfluyen primordialmente en modificar los tiempos de endurecimiento y desarrollo de resistencia,pudiendo provocar adems manchas o afectar la durabilidad si se encuentran en grandescantidades, lo cual no es usual.

c) Partculas Ligeras, Partculas blandas, Lentes de ArcillaSi estn presentes en cantidades apreciables, provocan la localizacin de zonas dbiles, y puedeninterferir con la durabilidad.

5.12. EXPLORACIN Y EXPLOTACIN DE CANTERASIndependientemente de todas las consideraciones evaluadas hasta ahora, un problema de ordenprctico lo constituye la bsqueda, calificacin y explotacin de canteras para una obra en

particular.Algunos factores colaterales que condicionan estas labores los constituyen bsicamente la potenciade explotacin, y el rendimiento y las distancias de transporte al sitio de procesamiento o al de uso.

Algunas recomendaciones para la exploracin, calificacin y explotacin son las siguientes:

1) Buscar inicialmente las canteras en los lechos de los ros donde normalmente se halla agregado debuena calidad y/o en zonas que estn dentro del centro de gravedad del suministro del concreto, yde acceso no muy complicado, pensando en colocar la planta de procesamiento y la de dosificacinen el mismo sector para economizar transporte

2) Ubicado el sector en que por apreciacin visual se estima que puede ser una cantera probable, sedebe ejecutar calicatas o agujeros de exploracin de al menos 1.5 m de dimetro por 2 a 3 m deprofundidad para examinar el perfil estratigrfico y la distribucin natural de partculas.

3) Es recomendable ejecutar al menos una calicata por cada 2,500 m2 para tener una idea de lavariabilidad del material.

4) Efectuar determinaciones inmediatas del porcentaje de material mayor de 6 (depende del equipode chancado, pero este orden de magnitud es el usual), as como el pasante por la malla #4 y elpasante por la malla #200 pues de esa manera podemos estimar el oversize o sobre tamao queno se va a poder procesar, la proporcin de piedra y arena a obtenerse luego del procesamiento(chancado zarandeo) y la necesidad de lavarlo, con lo que se puede tomar una decisin de tipoeconmico si es rentable la explotacin.

5) Si las evaluaciones anteriores son favorables hay que llevar a cabo la determinacin de lascaractersticas fsicas y qumicas para tomar la decisin final en base a los resultados.

6) Se debe elaborar un croquis de ubicacin de la cantera as como de las calicatas con lasprofundidades evaluadas y una estimacin de el potencial de explotacin en m3utilizables.

7) Antes de la explotacin es conveniente el evaluar la necesidad de eliminar una capa superficial delorden de 0.30 a 0.50 ya que por lo general contiene material contaminado con finos.

8) Durante la explotacin hay que hacer controles peridicos rutinarios de la variabilidad de la cantera,as como de la uniformidad del material procesado. Es recomendable hacer esto al menos porcada 1.000 m3de material procesado.


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ENCOFRADOS FIERRER ANOVIEMBRE 2001

9) El procesamiento debe planificarse de manera de obtener are

banco temático de encofrados fierrería - tomo iii

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