CAPÍTULO 2

AGREGADOS PÉTREOS. 2.1 INTRODUCCIÓN. 2.1.1 Generalidades. “Agregado” es un término colectivo para los materiales minerales como arena, arena gruesa y roca triturada que se usa en forma de partículas graduadas o fragmentos como un medio obligatorio para formar los materiales compuestos que constituyen el hormigón Asfáltico y el hormigón Hidráulico o mas bien conocido como Pórtland. Los agregados o pueden ser naturales o manufacturados. Generalmente se extraen los agregados naturales de las formaciones de las rocas más grandes a través de una excavación abierta (la cantera). Extraída la roca se reduce típicamente a los tamaños utilizables por un sistema de trituración. El agregado constituye generalmente entre el 92 y 96 % en peso, y entre el 75 y el 85% en volumen de la estructura de los pavimentos, además es utilizado como material de base y sub-base. [Instituto del Asfalto, 1992]. 2.1.2 Clasificación de los agregados. De acuerdo al tipo de formación, las rocas se dividen en tres tipos: (Figura 2.1)

- Ígneas. - Sedimentarias. - Metamórficas.

Fig. 2.1 Proceso de formación de las Rocas.

19

2.1.2.1 Rocas Ígneas. Las rocas ígneas son generalmente cristalinas y se forman como producto del enfriamiento y solidificación de la roca derretida o material fundido denominado magma, toma este nombre cuando se encuentra por debajo de superficie de la tierra; y se denomina lava cuando está sobre la superficie de la tierra. Foto 2.1 Existen dos tipos de rocas ígneas dependiendo del lugar en donde se forma la roca: Las rocas Ígneas, que se han formado por debajo de la superficie de la Tierra, se les llama rocas ígneas intrusivas (o plutónicas). La palabra “plutónica” proviene de Pluto, el nombre que se le da al Dios Griego del mundo subterráneo. Estas rocas se forman cuando el magma penetra a una cámara subterránea que se encuentra relativamente fría y que las solidifica en forma de cristales debido a que se enfría muy lentamente se forman a partir del magma que queda atrapado en las profundidades de la corteza terrestre. Al ser atrapado en la corteza, el magma se enfría y endurece lentamente, permitiendo la formación de una estructura cristalina. En consecuencia, la roca ígnea intrusiva es cristalina en estructura y apariencia; siendo ejemplos el granito, la diorita y el gabro. [www2.sernageomin.cl/museo _ final/Inicio/mision.htm]

Foto. 2.1 Volcán Tungurahua

Las rocas ígneas que se forman sobre la superficie de la Tierra se llaman rocas ígneas extrusivas. A estas rocas también se las conoce como rocas volcánicas, debido a que se

20

forman de la lava que se enfría en o sobre el nivel de la superficie de la Tierra en lugares como los volcanes. Figura 2.2

Fig. 2.2. Rocas Volcánicas.

La roca resultante tiene una apariencia y estructura vidriosa, esto debido a que el material se enfría rápidamente al ser expuesto a la atmósfera. La riolita, la andesita y el basalto son ejemplos de rocas extrusivas. Foto 2.2

Foto 2.2. Rocas Ígneas. Intrusiva: gabro (izquierda) y Extrusiva: basalto (derecha) 2.1.2.1 Rocas Sedimentarias. Las rocas sedimentarias son el resultado de la acumulación de sedimentos en forma de capas (estratos) de materiales preexistentes, a temperatura y presión ambiental en la

21

superficie de la Tierra. Se forman mediante el Ciclo Erosivo Terrestre que comprende las fases de meteorización, transporte y depósito de los materiales transportados. La meteorización, es la acción combinada de todos los procesos mediante los cuales la roca preexistente es descompuesta y desintegrada por la acción continúa de los agentes atmosféricos. Las Rocas Sedimentarias son las que se forman por la acumulación de sedimentos (partículas finas) en el agua. El sedimento puede estar constituido de partículas minerales o fragmentos (como es el caso de las areniscas y la arcilla esquistosa), de residuos de productos animales (algunas calizas), de plantas (carbón), de los productos finales de una acción química o una evaporación (sal, yeso), o de la combinación de cualquiera de estos tipos de materiales.

Foto. 2.3 Rocas sedimentarias. Silícea: arenisca (izquierda) y calcárea: caliza (derecha).

Dos términos que usualmente se aplican a rocas sedimentarias son: silíceos y calcáreos (Foto 2.3). Las rocas sedimentarias silíceas son aquellas que contienen un porcentaje alto de sílice, por ejemplo: la arenisca; las rocas sedimentarias calcáreas son aquellas que contienen un alto porcentaje de carbonato de calcio, por ejemplo: las calizas.

1.- Se depositan en forma de capas formando estratos.

Características principales de las rocas sedimentarias

2.- Se forman a presión y temperaturas ambientales, en la superficie de la litosfera.

3.- Son las únicas que preservan los vestigios de vidas pasadas (troncos, hojas, invertebrados, huellas, microorganismos, vertebrados, etc.).

2.1.2.3 Rocas Metamórficas.

Las rocas metamórficas se forman debido a la acción de altas temperaturas y presiones sobre rocas pre-existentes, debido a lo cual se producen cambios de mineralogía y de aspecto de la roca (textura). La importancia relativa que tienen en su génesis estos dos factores, la presión y temperatura y la relación con el marco geológico definen los distintos

22

tipos de roca metamórficas y metamorfismos. Así, las rocas metamórficas en las que ha predominado ampliamente la presión sobre la temperatura reciben el nombre de rocas de metamorfismo dinámico (rocas de falla). Las rocas metamórficas que resultan de la acción simultánea de la presión y la temperatura son rocas de Metamorfismo Regional. Aquellas en las que actúa la temperatura sobre rocas preexistentes se denominan de metamorfismo de contacto; s

Cuando la roca metamórfica presenta una estructura tal que los minerales están alineados en capas o planos paralelos, se denominan foliadas, por ejemplo: los gneises, los esquistos (formados de rocas ígneas) y la pizarra (formada de la arcilla esquistosa; una roca sedimentaria). Foto 2.4.

on generalmente rocas sedimentarias o ígneas que han sido transformadas por procesos de intensa presión y calor dentro de la tierra, y también por reacciones químicas.

Foto 2.4. Rocas metamórficas. Gneiss (izquierda), Esquisto (derecha).

No todas las rocas metamórficas son foliadas. El mármol (formado de las calizas) y la cuarcita (formada de las areniscas) son tipos comunes de rocas metamórficas que no presentan foliación. 2.2 FUENTES DE AGREGADOS. Los agregados que se usan en el pavimento asfáltico se clasifican generalmente, de acuerdo a su origen. Estos incluyen: agregados naturales, agregados procesados, y agregados sintéticos o artificiales. 2.2.1 Agregados Naturales. Son aquellos que son usados en su forma natural, con muy poco o ningún procesamiento. Están constituidos por partículas producidas mediante procesos naturales de erosión y degradación, tales como la acción del agua, el movimiento del hielo, y los procesos químicos. La forma de las partículas individuales es un producto, a la larga, de los agentes que actúan sobre ellas. Los glaciares por ejemplo, usualmente producen rocas y guijarros redondeados. Igualmente, las corrientes de agua producen partículas lisas y redondeadas.

23

Los principales tipos de agregado natural usados en la construcción de pavimento son la grava y la arena. “La grava se define, usualmente, como partículas de un tamaño igual o mayor que 6,35 mm (1/4 pulgada). La arena se define como partículas de tamaño menor que 6,35 mm. (1/4 pulgada) pero mayor que 0,075 mm. (No. 200). Las partículas de un tamaño menor que 0,075 mm (No. 200) son conocidas como relleno mineral (filler), el cual consiste principalmente de limo y arcilla” [Instituto del Asfalto,1992] Las gravas y las arenas son clasificadas, además, por su origen. Los materiales producidos en canteras abiertas y usados sin ningún procesamiento adicional son conocidos como materiales en bruto, y los materiales tomados de la ribera de los ríos son conocidos como materiales de canteras de los ríos. Los depósitos de grava varían ampliamente en composición, pero usualmente contienen alguna cantidad de arena y limo. Los depósitos de arena también contienen alguna cantidad de arcilla y limo. Las arenas de playa están compuestas de partículas de tamaño regularmente uniforme, mientras que las arenas de río contienen proporciones grandes de grava, limo y arcilla. 2.2.1.1 Agregados procesados. Los agregados procesados son aquellos que han sido triturados y tamizados antes de ser usados. Existen dos fuentes principales de agregados procesados: gravas naturales que son trituradas para volverlas mas apropiadas para pavimento de mezcla asfáltica, y fragmento de lecho de roca y de piedras grandes que deben ser reducidas en tamaño antes de ser usadas en la pavimentación. La roca se tritura por tres razones:

a) Cuando se requiere cambiar la textura superficial de las partículas de lisa a rugosa. b) Cambiar la forma de la partícula de redonda a angular. c) Reducir y mejorar la distribución y el rango (graduación) de los tamaños de las

partículas. El propósito principal de la trituración, en el caso de los fragmentos de lecho de roca y de piedras grandes, es reducir las piedras a un tamaño que sea manejable. Sin embargo, los cambios en la textura superficial, y en la forma de las partículas, son también muy importantes. 2.2.2 Agregados sintéticos Los agregados sintéticos o artificiales no existen en la naturaleza. Son el producto del procesamiento físico o químico de materiales. Algunos son subproductos de procesos industriales de producción tales como el refinamiento de metales. Otros son producidos mediante el procesamiento de materias primas, para ser usados específicamente como agregado.

24

El producto secundario más comúnmente usado es la escoria de alto horno. Es una sustancia no metálica que brota a la superficie del hierro fundido durante el proceso de reducción. Una vez que es removida de la superficie del hierro, la escoria es transformada en pequeñas partículas al templarla inmediatamente en agua, o triturada una vez que se ha enfriado. Los agregados sintéticos pueden ser también procedentes del tratamiento industrial de áridos naturales. Con ellos se pretende conseguir características especiales para capas de rodadura, en particular una elevada resistencia al deslizamiento, como ocurre con los tres tipos de áridos artificiales de mayor uso: arcillas expandidas, sílice calcinada y bauxita calcinada. En los tres casos se trata de áridos porosos, lo que hace que la micro textura del árido se esté renovando continuamente con la acción abrasiva del tráfico, sin que su superficie llegue a ser pulida. Para el presente estudio, se ha usado material triturado procedente de la Cantera “Ducupale” en el Cantón Saraguro, provincia de Loja y arena de mina “Cañicapa” procedente del mismo lugar. De los estudios Geológicos se revela que el área de estudio está constituida por lavas andesíticas, brechas tobáceas, conglomerados, lutitas lacustres y tobas dacíticas esparcidas; e influenciada por el Grupo Saraguro (Eoceno - Mioceno), la misma que comprende tobas soldadas de flujos de ceniza de composición dacítica a reolítica, lavas andesíticas, material volcánico retrabajado y rocas sedimentarias; y La Formación Turquí (Mioceno) que consiste de tobas ácidas meteorizadas, conglomerados tobáceos, areniscas tobáceas, tobas riolíticas y tobas líticas de lapillo. [Instituto del Asfalto, 1992]. 2.3. PROPIEDADES Y CARACTERIZACIÓN. La aptitud de un árido para ser un material de construcción depende de las propiedades físicas y químicas de sus partículas. En gran medida, esas propiedades dependen de la roca o rocas de origen, pero también influye el proceso de obtención. 2.3.1. Graduación y Tamaño Máximo de Partícula. Se denomina graduación del agregado o graduación de la muestra a la distribución de varios tamaños y proporciones de partículas dentro de límites normalizados. La granulometría de partículas es determinada por un análisis de tamices efectuado sobre las muestras de agregado Foto 2.5, se realiza bajo las normas AASHTO T-27 o ASTM C-136 para el agregado grueso y fino y en las normas AASHTO T-37 o ASTM D-546 para el relleno mineral. Se dice que el agregado cumple con la granulometría especificada si la gráfica de la granulometría (abertura de tamices versus porcentaje que pasa) está dentro de la faja de especificaciones.

25

Foto 2.5 Preparación de muestras para ensayo granulométrico. Laboratorio UTPL.

Es necesario definir ciertos términos que hacen referencia a las fracciones de agregado, con el propósito de ayudar a la descripción de las mismas. Foto 2.6, estos son:

- Agregado grueso – material retenido por el tamiz No. 4 (4,75 mm)[MOP-001-F-2002].

- Agregado fino – material que pasa el tamiz No. 4 (4,75 mm) y es retenido en el tamiz No. 200 (0,075 mm) [MOP-001-F-2002]

- Relleno mineral – fracciones de agregado que pasan el tamiz de 0,60 mm (No. 30) [Instituto del Asfalto,1992]

- Polvo mineral – fracciones de agregado que pasan el tamiz de 0,075 mm (No. 200) [Instituto del Asfalto,1992]

Foto 2.6 Agregados: Cantera Ducupale (izquierda), cantera Cañicapa (derecha).

Laboratorio UTPL.

Para el control en obra de la granulometría y la producción del agregado en cuanto a su tamaño, se grafica también la llamada faja de trabajo, en base al porcentaje que pasa de la mezcla de diseño ± un rango de tolerancia. [MOP-001-F-2002]

26

En la Figura 2.3, se presenta la granulometría de mezcla, la faja de especificaciones y la faja de trabajo, graficadas en una escala semi-logarítmica Tamaño de Abertura de tamices versus porcentaje que pasa.

Fig. 2.3 Curva granulométrica.

Para comprender a que se refiere el Tamaño Máximo de Partícula, es necesario definir dos términos: [Instituto del Asfalto -1992] - Tamaño Máximo Nominal de Partícula, se designa como un tamiz más grande que el

primer tamiz que retiene más del 10 % de las partículas de agregado, en una serie normal de tamices.

- Tamaño Máximo de Partícula, designado como el tamiz más grande que el tamaño

máximo nominal de partícula. Típicamente es el tamiz más pequeño por el cual pasa el 100 % de las partículas de agregado.

2.3.2. Forma y angulosidad. Según su forma las partículas pueden clasificarse en redondeadas, cúbicas, lajas y agujas. Las lajas son partículas planas, con una dimensión muy inferior a las otras dos; las agujas son partículas alargadas, con una dimensión muy superior a las otras dos restantes. Las lajas y agujas pueden romperse con facilidad durante la compactación o después bajo la acción del tráfico, modificando con ello la granulometría del árido. Según las especificaciones MOP Ecuador-2002, el porcentaje de lajas o agujas no debe ser mayor al 10 %.

CURVA GRANULOMÉTRICA

0.075 4.75 9.5 19 25

2.38

0.3

0

20

40

60

80

100

ABERTURA DE TAMICES mm

PORC

ENTA

JE Q

UE PA

SA

L. SUPERIOR L. INFERIOR Gran. Mezcla.

27

Se definen los índices de lajas y agujas como los porcentajes en peso respecto a la muestra total de las partículas que son respectivamente lajas o agujas. Foto 2.7.

Foto 2.7. Partículas redondeadas y fracturadas (Izquierda); Alargadas y planas (derecha). Laboratorio UTPL. Los métodos utilizados para la determinación de dichos índices de forma se basan generalmente en la medida directa de las dimensiones de las partículas, según la norma NLT-354 o ASTM D-4791. [STANDARD SPECIFICATIONS -2004]. Además de la forma de las partículas del árido grueso, se debe tener en cuenta su angulosidad, que influye junto a la textura superficial de las partículas, en la resistencia del esqueleto mineral, por su contribución al rozamiento interno. Foto 2.8. Se determina mediante la norma para determinar el porcentaje de dos o más caras de fractura NLT-358 o ASTM D-5821. [STANDARD SPECIFICATIONS -2004]. En resumen los áridos cúbicos son los más adecuados, por su buena forma y angulosidad.

Foto 2.8. Aparato para determinar el índice de lajas (fondo, derecha) e índice de agujas (adelante). Laboratorio UDEP.

28

Según las especificaciones MOP-Ecuador 2002, el porcentaje de una y dos caras fracturas será por lo menos de 85 % y 80 % respectivamente. 2.3.3. Resistencia al desgaste. Para que los áridos gruesos se conduzcan de modo satisfactorio en un pavimento, es necesario que tengan suficiente resistencia para sufrir la acción del apisonado durante la construcción y la acción del tráfico, sin romperse por efecto de las cargas se les impone, es decir los agregados deben ser capaces de resistir la abrasión (desgaste irreversivo) y degradación durante la producción, colocación y compactación de la mezcla de pavimentación y durante la vida de servicio del pavimento. Los agregados que están en, o cerca de la superficie, deben ser más duros (tener más resistencia) que los agregados usados en las capas inferiores de la estructura del pavimento. Esto se debe a que las capas superficiales reciben los mayores esfuerzos y el mayor desgaste por parte de las cargas del tránsito. El Ensayo de desgaste de los Ángeles (AASHTO T96 [STANDARD SPECIFICATIONS -2004] o INEN 860) mide la resistencia de un agregado al desgaste y a la abrasión. Foto 2.9. Según las Especificaciones MOP-Ecuador-2002 [MOP-001-F-2002], el desgaste a la abrasión no debe ser mayor al 40 %, para mezclas asfálticas en caliente. Sin embargo, para mezclas asfálticas abiertas y drenantes este valor debe ser inferior al 20 %, según las especificaciones españolas.

Foto. 2.9. Máquina de los Ángeles. Laboratorio UTPL.

29

2.3.4 Solidez. El agregado componente de la mezcla asfáltica en caliente debe tener una solidez tal que “no debe experimentar desintegración ni pérdida total mayor del 12%, cuando se lo someta a 5 ciclos de inmersión y lavado con sulfato de sodio, en la prueba de durabilidad, como lo dispone la Norma INEN 863”. Foto 2.10.

Foto 2.10. Ensayo: Resistencia a la disgregación a los Sulfatos. Laboratorio UTPL.

Según la norma AASHTO T-104-99 [STANDARD SPECIFICATIONS,2004], la fuerza expansiva interna, derivada de la rehidratación de la sal en re-inmersión, simula la expansión del agua en condiciones muy frías. Además, nos dice que este método de ensayo suministra información útil para estimar la resistencia de los agregados sujetos a la acción de la intemperie (durabilidad). 2.3.5. Limpieza. Las prescripciones generales exigen que los finos tengan una reducida plasticidad, o incluso que no sean plásticos en la mayor parte de los casos. De esta forma, se pretende garantizar que en presencia de agua la capa en cuestión conserve sus características resistentes y que no haya problemas de adhesividad en su caso con los ligantes respectivos. Sin embargo, el árido fino puede estar contaminado por partículas no arcillosas (por tanto, no detectables mediante los límites de Atterberg), pero igualmente nocivas. Como ya se ha indicado, un aspecto fundamental para el buen comportamiento de los áridos en cualquier capa de un pavimento es su limpieza. El ensayo utilizado para caracterizar desde este punto de vista al árido que pasa por el tamiz 4 es el llamado equivalente de arena descrito en la norma NLT-113 o AASHTO T-176.[STANDARD SPECIFICATIONS ,2004] El ensayo consiste en introducir la muestra del árido en una probeta en la que previamente se ha colocado una solución floculante (a base de glicerina pura, formaldehído, y carbonato

30

cálcico anhidro). Se agita y se mezcla bien el árido con la solución, se deja reposar por 10 minutos, se lleva luego al agitador mecánico por 45 segundos, se completa el llenado de la probeta y se deja reposar por 20 minutos. Foto 2.11 Al cabo de dicho tiempo el árido limpio estará depositado en el fondo, en la zona intermedia podrán verse las partículas contaminantes en suspensión y en la superficie, líquido relativamente limpio. Se leen en la probeta las alturas de la superficie de árido limpio h1 y de las partículas contaminantes h2. El equivalente de arena se define como:

(2.1)

Se toma como valor el número entero más próximo (entre 0 y 100). Equivalentes de arena inferiores a 20 corresponden a áridos muy contaminados que, en general, no deben utilizarse en capas de pavimento. Por el contrario, valores superiores a 50 reflejan un grado de limpieza suficiente para la mayor parte de las aplicaciones.

Agregado sedimentado

Arcilla en suspensión

Lectura de arena

Lectura de arcilla

PROBETA GRADUADA

Foto 2.11. Ensayo: Equivalente de Arena. Laboratorio UTPL.

Según las especificaciones MOP-Ecuador 2002, este valor debe ser mayor a 45 para tráficos medios y livianos; y mayor a 50 para tráficos pesados, para mezclas asfálticas en caliente. 2.3.6. Adhesividad. Los áridos fundamentalmente deben estar limpios, libres de material extraño, polvo, arcilla, etc., garantizar esto es garantizar una buena adherencia activa, el ligante podrá mojar al árido y evitar o disminuir los posibles desprendimientos de este de la superficie del árido, adherencia pasiva. Se utiliza además el ensayo de inmersión-compresión. ASTM 3625. (Foto 2.11 ).

10021×=

hhEa

31

Foto 2.11 Ensayo: Adhesividad. Laboratorio UTPL. b)

2.3.7. Peso Específico Gravedad Específica del Agregado Grueso. Norma ASTM C 127, AASHTO T 85 Foto 2.12.

- Secar el agregado - Sumergir en agua por 24 horas. - Decantar el agua. - Usar toalla pre-humedad para lograr condición SSS. - Determinar la masa del agregado. - Determinar la masa bajo agua. - Seque a masa constante. - Determine la masa seca al horno.

Foto 2.12 Preparación de la muestra. Laboratorio UTPL.

32

Gravedad Específica Bruta, Gsb Foto 2.13 a)

(2.2)

Gravedad Específica Bruta, estado SSS. Foto 3.13 b)

(2.3)

Foto 2.13 Peso de la muestra en estado sss. Laboratorio UTPL.

)( CBAGsb−

=

erficialeshueagregdeVolhornoalaMasaGsb

supcos..sec+

=

erficialeshueagregdeVolaguamasahornoalaMasaGsss

supcos..sec

++

=

CBBGsss−

=

33

Gravedad Específica Aparente. Foto 2.13 c) (2.4) Foto 2.13 c) Porcentaje de Absorción.

(2.5)

A = Masa en el aire de la muestra secada al horno, gramos. B = Masa en el aire de la muestra saturada con superficie secada al horno, gramos C = Masa en agua de la muestra saturada, gramos Árido Fino. Gravedad Específica del Agregado Fino. Foto 2.14 Norma ASTM C 128, AASHTO T 84

- Seque el agregado - Sumerja en agua por 24 horas. - Extienda y seque hasta sss. - Agregue 500 gr. de agregado sss al picnómetro de volumen conocido.

* Pre- lleno con algo de agua. - Agregue más agua y agite hasta remover las burbujas de aire. - Llene hasta la marca y determine la masa del picnómetro, del agregado y del agua. - Vacié el agregado a una bandeja seca y séquelo hasta masa constante. - Determine la masa seca al horno.

..sec

agregadodelumenVolagregadodelhornoalaMasaGsa =

CBBGsa−

=

AABabsorción −

=%

34

Gravedad Específica Bruta, Gsb Foto 3.14 a) (2.6)

Foto 2.14 a) Gravedad Específica Bruta, estado sss. Foto Nº 2.14 b)

(2.7)

Foto 2.14 b)

Gravedad Específica Aparente. Foto 3.14 c)

(2.8) Foto 2.14 c)

CSBAGsb−+

=

CSBSsssGs−+

=,

CABAaGs−+

=,

35

Capacidad de absorción de agua %.

(2.9)

A = Masa en el aire de la muestra secada al horno, gramos. B = Masa del picnómetro lleno de agua, gramos C = Masa del picnómetro con la muestra y agua hasta la marca de calibración, en

gramos. S = Masa del agregado estado SSS. 2.4 EL POLVO MINERAL O FILLER. El polvo mineral, fracción que pasa por el tamiz No. 4 (0, 075 mm), desempeña, por su elevada superficie específica, un papel fundamental en el comportamiento de las mezclas bituminosas (en las cuales, la unión de ligante y polvo mineral se denomina mástico), en función de su naturaleza, finura, actividad y proporción en la que entra a formar parte de la mezcla hacen que ésta sea densa, cohesiva, durable y resistente a la penetración del agua. El polvo mineral empleado en las mezclas bituminosas puede ser el contenido en los áridos, procedente del machaqueo de los mismos, un producto comercial de naturaleza pulverulenta (cemento normalmente, a veces cenizas volantes de central térmica) o un polvo (en general calizo) especialmente preparado para este fin.

Foto 2.15. Filler. (Fracción pasante el tamiz No. 200) Las especificaciones de obra deben dar recomendaciones sobre si el polvo mineral de las mezclas bituminosas puede ser el propio de los áridos (si es de calidad suficiente) o de ser necesario, en todo o en parte, de aportación. Foto 2.15 Generalmente, esta fracción no se suele considerar separadamente del resto de árido fino y, por supuesto, es de la misma naturaleza.

AASabsorción −

=%

36

Los ensayos de caracterización del polvo mineral habitualmente exigidos por las prescripciones son: Coeficiente de Emulsibilidad del Filler NLT-180 y el de Densidad Aparente del Filler en Tolueno NLT-176. El ensayo de densidad aparente es una estimación de la finura del polvo mineral: si es demasiado fino puede dar lugar a problemas de mezcla con el ligante y si es muy grueso puede influir poco en el mástico. Con el ensayo de emulsibilidad se analiza si el polvo mineral presenta mayor afinidad con el tipo de asfalto analizado que con el agua. Según las prescripciones técnicas españolas la densidad aparente del fíller, según NLT-176 deber estar entre 0,5 a 0,8 gr./cm.³ [SÁNCHEZ SABOGAL FERNANDO,1983] 2.5. DELETEREOS. 2.5.1. Definición. Los materiales deletéreos son definidos como el porcentaje en peso de contaminantes como esquistos, madera, arcillas, mica y carbón mezclados con los agregados. 2.5.2. Límite de acuerdo a la Norma Existen algunas normas de ensayo utilizadas para la determinación de materiales deletéreos, así tenemos: Norma ASTM C142 [STANDARD SPECIFICATIONS-2004] Standard test method for clay lumps and friables particles in aggregates, AASHTO T112 [STANDARD SPECIFICATIONS-2004] Clay lumps and friable particles in aggregates, Norma ITINTEC 400.015 “Método de ensayo para determinar los terrones de arcilla y partículas friables en el agregado”, Norma INEN 698 “Determinación del Contenido de Terrones de Arcilla”. 2.5.3. Caracterización de los Deletéreos 2.5.3.1. Peso específico AGREGADO GRUESO. Proceso para determinar el peso especifico de los materiales deletéreos. a) b)

37

c) d) Foto 2.16 a) Preparación de la muestra, b) Saturación, c) Colocación del material en una bolsa plástica. d) Determinación del peso material sumergido Laboratorio UTPL. Foto 2.17 Obtención de la gravedad específica en estado saturado con superficie seca. Nota: - Los agregados deletéricos al momento de saturarlos durante el tiempo de 24 horas, estos empiezan a subdividirse por lo que se procedió a colocar una bolsa plástica para no perder las fracciones subdivididas al momento de la manipulación y por ende echar a perder el ensayo. Foto 2.17 a, b)

(2.10) (2.11)

)( CBAGsb−

=

)(, CBBssDGs −

=

38

(2.12) Donde:

- A = masa seca al horno. - B = masa SSD - C = masa bajo agua - capacidad de absorción de agua, % (2.13)

2.5.4 Clases de Deletéreos. Los materiales deletéreos son esquistos, madera, arcillas, mica y carbón mezclados con los agregados. 2.5.5 Formas. El efecto de la meteorización a hecho posible que las lavas andesíticas meteorizadas se conviertan en partículas dezlenables como se puede ver en la Foto 2.18

Foto Nº. 2.18 Lavas Andesíticas meteorizadas. 2.5.6 Ensayo de desgaste a los sulfatos. Desarrollo del ensayo de desgaste a los sulfatos. Norma AASHTO T 104

)( CAAGsa −

=

100*.%

−

=A

ABAbs

39

Foto. 2.19 a) Preparación de las muestras.

Foto Nº 2.19 b) Muestras después del ensayo.

2.5.7 Análisis Petrográfico y Mineralógico 2.5.7.1 Descripción Petrográfica. 2.5.7.2 Elaboración de Láminas Delgadas y Análisis Químicos. Para la elaboración de las láminas delgadas se utiliza una pulidora PETROPOL, puesto que con las potencias alcanzadas (150 um hasta 60 um) los cortes arrastrarían demasiado el material de la lámina delgada. El equipo PETROPOL emplea paños, suspensiones

40

abrasivas adiamantadas (METADI) y lubricantes especiales los cuales nos permiten llegar a la potencia de 30 um. Foto 2.20 a, b.

a) b) Para comprobar la potencia de la lámina se trabaja conjuntamente con observaciones microscópicas. Foto 2.20 c, d.

c) d) Foto. 2.20 a) Pulidora PETROPOL, b) Lámina delgada, c) Microscopio, d) Vista de la Lámina. Laboratorios UTPL. .

41

2.5.8. Análisis Químico. 2.5.8.1. Preparación de las muestras: - Trituración. Con el propósito de preparar las muestras para realizar el análisis químico, se procedió a la trituración de las mismas que se las identificó como PD2, PD3, PD4 y PD5 ver Foto 2.21 a, b, c, d, los resultados de los ensayos químicos se indican en la tabla 2.1 - Identificación.

a) b) c) d). Foto 2.21 a) Muestra PD2, b) Muestra PD3, c) Muestra PD4, d) Cuatro muestras para análisis químico. Laboratorio UTPL.

42

2.5.8.2 Análisis Químico. Tabla 2.1 Resultados del análisis químico.

REFERENCIAS. [1] Principios de Construcción de Pavimentos de Mezclas Asfálticas en Caliente MS-22

Instituto del Asfalto. Lexington 1992 USA Pág. 36. [2] Servicio Nacional de Geología y Minería Museo Geológico “Rocas Ígneas”

www2.sernageomin.cl/museo_final/Inicio/mision.htm [3] Especificaciones Generales para la Construcción de Caminos y Puente MOP-001-F-

2002 tomo I Sección IV Pág., 397 [4] SÁNCHEZ SABOGAL FERNANDO, (1983). “Ensayos de laboratorio para

pavimentos”. El Cauca (Colombia), Pág., 83. [5] Prescripciones Técnicas Generales Españolas para Puentes y Carreteras, (2001).

Madrid, Pág. 10. [6] Antecedentes del Diseño y Análisis de Mezclas Asfálticas de Superpave, (1994).

Instituto del Asfalto, Lexington U.S.A., Pág. 46 [7] STANDARD SPECIFICATIONS FOR TRANSPORTATION MATERIAL AND

METHODS OF SAMPLING AND TESTING. (2004), 24 th Edition. [8] Especificaciones Generales para la Construcción de Caminos y Puentes MOP-001-F-

2002 tomo I Sección IV Pág., 375

PD2 PD3 PD4 PD5 PD6óxido de silice % 64,23 59,97 60,82 70,15 57,16 Gravimétricoaluminio % 6,85 3,27 6,09 4,84 7,01 Absorción Atómicahierro % 3,20 2,22 2,76 Absorción Atómicacalcio % 2,32 2,72 2,96 2,10 Absorción Atómicasodio % 0,11 0,10 0,09 Absorción Atómicapotasio % 2,32 1,12 3,17 Absorción Atómicamagnesio % 0,38 0,93 0,38 0,44 Absorción Atómicacobre % 0,00 Absorción Atómica

RESULTADOSDETERMINACIÓN UNID. METODOS