agregados para el concreto ii parte
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AGREGADOS PARA EL
CONCRETO II PARTE
CARACTERISTICAS
QUIMICAS: Los agregados, también llamados inertes, son en
general sumamente resistentes al ataque deagentes químicos, siendo importante establecerque cualquier agresión de este tipo debe ser enforma de solución para que tenga la posibilidad desurtir algún efecto.
Existe una forma de ataque químico sobre los agregados, que es la mas importante que es producida por la reacción de ciertos agregados con los álcalis del cemento produciendo compuestos expansivos.
a) Reacción Álcali - Sílice.
El Oxido de Sodio y el Oxido de Potasio que constituyen los álcalis en el cemento, en ciertas cantidades y en presencia de condiciones particulares de temperatura y humedad, pueden reaccionan con ciertos minerales definidos produciendo un gel expansivo.
Normalmente se requieren contenidos de álcalisevaluados como ( Na2O + 0.658 K2O) que seansuperiores a 0.6 %, temperaturas ambiente delorden de 30 oC, humedades relativas de alrededordel 80% y un tiempo por lo general no menor de 5años para que se evidencie la reacción.
b) Reacción Alcali-Carbonatos. Este tipo de reacción es similar a la anterior, y se puede
producir cuando se emplean los agregados dondereaccionan los carbonatos generando sustanciasexpansivas.
Existe el ensayo estándar ASTM C-586 (Ref.5.15) paraevaluar la reactividad potencial, consistente en someterun testigo cilíndrico de la roca en cuestión, de 10 mm dediámetro y 35 mm de altura, a la agresión de unasolución de Hidróxido de Sodio a temperatura ambientedurante 24 Horas, midiéndose el cambio en longituddurante este período con una precisión de 0.0025 mm.Si las expansiones superan el 0.10 % es indicativo dereactividad.
No tenemos antecedentes de ocurrencia de este tipo dereacción en el Perú
CARACTERISTICAS GEOMETRICAS
Y MORFOLOGICAS:
La forma y textura de las partículas de agregados influyen grandemente en los resultados a obtenerse en las propiedades del concreto. Por un lado existe un efecto de anclaje mecánico que resulta más o menos favorable en relación con el tamaño, la forma, la textura superficial y el acomodo entre ellas .Por otro, se producen fenómenos de adherencia entre la pasta de cemento y los agregados, condicionados también por estos factores, que redundan en el comportamiento resistente y en la durabilidad del concreto
a) Forma.
Por naturaleza los agregados tienen una forma
irregularmente geométrica compuesta por
combinaciones aleatorias de caras redondeadas y
angularidades. Bryan Mather establece que la
forma de las partículas está controlada por la
redondez o angularidad y la esfericidad, dos
parámetros relativamente independientes.
La redondez o angularidad se puede definir
numéricamente como la relación entre el radio de
curvatura promedio de los bordes de la partícula
entre el radio del máximo círculo inscrito.
a) Forma.
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 bordes.
b) Textura.
Representa qué tan lisa o rugosa es la
superficie del agregado. Es una
característica ligada a la absorción pues
agregados muy rugosos tienen mayor
absorción que los lisos, además que
producen concretos menos plásticos pues se
incrementa la fricción entre partículas
dificultando el desplazamiento de la masa.
ANALISIS
GRANULOMETRICO.
La serie de tamices estándar ASTM paraconcreto tiene la particularidad de queempieza por el tamiz de abertura cuadrada3" y el siguiente tiene una abertura igual ala mitad de la anterior. A partir de la malla3/8" se mantiene la misma secuencia, peroel nombre de las mallas se establece enfunción del número de aberturas porpulgada cuadrada.
DENOMINACION
DEL TAMIZ
ABERTURA EN
PULGADAS
ABERTURA EN
MILIMETROS
3 3.0000 75.0000
11/2 1.5000 37.5000
3/4 0.7500 19.0000
3/8 0.3750 9.5000
N° 4 0.1870 4.7500
N° 8 0.0937 2.3600
N° 16 0.0469 1.1800
N° 30 0.0234 0.5900
N° 50 0.0117 0.2950
N° 100 0.0059 0.1475
N° 200 0.0029 0.0737
EL MODULO DE FINEZA.
Es un concepto sumamente importante establecido por Duff Abrams en el año 1925 y se define como la suma de los porcentajes retenidos acumulativos de la serie Standard hasta el Tamiz No 100 y esta cantidad se divide entre 100.
La base experimental que apoya al concepto de Módulo de fineza es que granulometrías que tengan igual M.F. independientemente de la gradación individual, requieren la misma cantidad de agua para producir mezclas de concreto de similar plasticidad y resistencia lo que lo convierte en un parámetro ideal para el diseño y control de mezclas.
EVALUACION DE LA CALIDAD Y
LA GRADACION DE AGREGADOS.
Hemos visto las diferentes características de
los agregados, analizando los aspectos
positivos y negativos, pero para calificarlos
en términos prácticos, existen varios
criterios estandarizados, que sirven de base
para esta labor.
a) Material mas fino que la
Malla # 200 .
Tiene trascendencia en la adherencia entre el
agregado y la pasta, afectando la resistencia. Por
otro lado, las mezclas requieren una mayor
cantidad de agua, por lo que se acostumbra
limitarlos entre el 3% al 5%, aunque valores
superiores hasta del orden del 7% no
necesariamente causarán un efecto pernicioso
notable que no pueda contrarrestarse mejorando el
diseño de mezclas, bajando la relación
Agua/Cemento y/o optimizando granulometría.
b) Impurezas Orgánicas.
Influyen primordialmente en modificar los
tiempos de endurecimiento y desarrollo de
resistencia, pudiendo provocar además
manchas o afectar la durabilidad si se
encuentran en grandes cantidades, lo cual
no es usual.
c) Partículas Ligeras , Partículas
blandas, Lentes de Arcilla.
Si están presentes en cantidades apreciables,
provocan la localización de zonas débiles ,y
pueden interferir con la durabilidad.
NOTAS:a) 3% para concretos sujetos a abrasión y 5% para los demás. Si
se trata de arena proveniente de chancado y el material #200 noes arcilla, los límites pueden subirse a 5% y 7%.
b) 0.5% cuando la apariencia del concreto es importante y 1% parael resto.
c) 2% y 3% para concreto arquitectónico en clima severo ymoderado, 3% para losas y pavimentos expuestos ahumedecimiento, 5% en estructuras interiores y 10% en zapatasy columnas interiores.
d) 0.5 % en concreto al exterior, 1% en el resto.e) 3% en concreto arquitectónico, 5% en concreto a la intemperie,
8 % en el resto.f) 3% y 5% para concreto estructural en clima severo y moderado,
7% en concreto a la intemperie, 10% en el resto.g) Este límite puede incrementarse a 1.5% si el material #200 no
es arcilla o si el agregado fino tiene un %#200 inferior al límite permisible, en cuyo caso el límite se calculará usando la fórmula L=1+[(P)/(100-P)](T-A), donde L es el nuevo límite, P es el % de arena con respecto al total de agregados, T es el límite de la Tabla para la arena y A es el %#200 en la arena.
EXPLORACION Y
EXPLOTACION DE CANTERAS:
Independientemente de todas las consideracionesevaluadas hasta ahora, un problema de ordenpráctico lo constituye la búsqueda, calificación yexplotación de canteras para una obra en particular.
Algunos factores colaterales que condicionan estaslabores los constituyen básicamente la potencia deexplotación, el rendimiento y las distancias detransporte al sitio de procesamiento o al de uso.
Algunas recomendaciones para la exploración,calificación y explotación son las siguientes :
1.0 Buscar inicialmente las canteras enlos lechos de los ríos donde normalmentese halla agregado de buena calidad y/o enzonas que estén dentro del centro degravedad del suministro del concreto, yde acceso no muy complicado, pensandoen colocar la planta de procesamiento yla de dosificación en el mismo sectorpara economizar transporte.
2.0 Ubicado el sector en que por
apreciación visual se estima que
puede ser una cantera probable, se
deben ejecutar calicatas o agujeros
de exploración de al menos 1.5 m de
diámetro por 2 a 3 m. de profundidad
para examinar el perfil estratigráfico
y la distribución natural de partículas.
3.0 Es recomendable ejecutar al menos
una calicata por cada 2,500 m2 para tener
una idea de la variabilidad del material.
4.0 Efectuar determinaciones inmediatas delporcentaje de material mayor de 6"(depende delequipo de chancado, pero este orden de magnitud esel usual), así como el pasante por la malla # 4 y elpasante por la malla # 200 pues de esa manerapodemos estimar el oversize o sobre tamaño que nose va a poder procesar , la proporción de piedra yarena a obtenerse luego del procesamiento(chancadoó zarandeo) y la necesidad de lavarlo, con lo que sepuede tomar una decisión de tipo económico si esrentable la explotación.
5.0 Si las evaluaciones anteriores son favorableshay que llevar a cabo la determinación de lascaracterísticas físicas y químicas para tomar ladecisión final en base a los resultados.
6.0 Se debe elaborar un croquis de ubicación de lacantera así como de las calicatas con lasprofundidades evaluadas y una estimación de elpotencial de explotación en m3 utilizables.
7.0 Antes de la explotación es conveniente elevaluar la necesidad de eliminar una capasuperficial del orden de 0.30 a 0.50 ya que por logeneral contiene material contaminado con finos.
8.0 Durante la explotación hay que hacercontroles periódicos rutinarios de la variabilidadde la cantera, así como de la uniformidad delmaterial procesado. Es recomendable hacer esto almenos por cada 1,000 m3 de material procesado.
9.0 El procesamiento debe planificarse
de manera de obtener arena y al menos dos
tamaños de piedra para poder tener
versatilidad en las mezclas granulométricas
y disponer de diseños alternativos con
varios Tamaños Máximos de Agregados.
10.0 Un aspecto muy importante es el del
manipuleo del agregado luego del procesamiento,
en que se acostumbra hacer grandes pilas de
material lo que trae consigo mucha segregación,
ya que las partículas gruesas ruedan hacia abajo y
esto se refleja en mucha variabilidad en la
granulometría y el tener que realizar continuos
ajustes de proporciones para mantener constante el
módulo de fineza total.
11.0 Otra práctica muy negativa la
constituye el acarreo y acomodo del
material procesado movilizando el equipo
pesado como volquetes, cargadores
frontales y tractores sobre las pilas, lo que
produce segregación e incremento de los
finos con resultados similares a los
mencionados en el acápite anterior.
12.0 Finalmente aunque pueda parecer evidente,
es necesario orientar la ubicación de la planta de
procesamiento, la zona de almacenaje y la planta
dosificadora (en el caso de ponerse cerca de la de
chancado) de manera que el viento predominante
no contamine las rumas de material almacenado y
entorpezca las labores en la dosificadora con el
polvillo resultante del chancado o zarandeo.