AGREGADOS PARA EL CONCRETO

Universidad Nacional de UcayaliFACULTAD DE INGENIERIA DE SISTEMAS Y DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

AGREGADOS PARA EL CONCRETO CURSO:TECNOLOGIA DEL CONCRETO INTEGRANTES:CORDERO VASQUEZ, ANDY GAUBE LOPEZ, AYRTONMEGO ROJAS, JONATHAN M.MORI GUEVARA, NOLL W.QUEVEDO PIZANGO, RONALDRAMIREZ ROBLEDO, ROBERTO R.RIVERA CHUJUTALLY, FERNANDOROJAS FRANCO, ERICK J.ROMERO PACAYA, JEAN P.SABINO VILLAR, EDEINER

PUCALLPA - PERU2015

INDICE

INTRODUCCINOBJETIVOSBASE TEORICAMATERIALES E INSTRUMENTOSPROCEDIMIENTOCALCULOSANALISIS DE LA MUESTRACONCLUSIONESANEXOS

INTRODUCCINLos agregados para la elaboracin de concreto pueden ser definidos como aquellos materiales granulares inertes, que poseen una resistencia propia suficiente, que no perturban ni afectan el proceso de endurecimiento del cemento hidrulico y que garantizan una adherencia con la pasta del cemento endurecida. Estos materiales pueden obtenerse de ros, de planicies aluvionales y como producto de un proceso de trituracin. El estudio sobre los agregados, como material de construccin es fundamentalmente importante en el uso y conservacin de los recursos naturales.

Es muy importante el anlisis de los agregados ya que gracias a estas propiedades podremos formar un concreto de caractersticas relacionadas con las mencionadas, si el anlisis de estas es fallido el concreto que formaremos no tendr los requerimientos para el cual fue fabricado. Las caractersticas fsicas y mecnicas de los agregados tienen importancia en la trabajabilidad, consistencia, durabilidad y resistencia del concreto.

El objetivo final del ingeniero proyectista es disear estructuras seguras, econmicas y eficientes. Siendo el concreto un material de construccin de uso extenso debido a sus muchas caractersticas favorables, es muy importante que el ingeniero civil conozca las propiedades de sus componentes para producir un concreto de alta calidad para un determinado proyecto.

HISTORIA DE LOS AGREGADOS PARA LA CONSTRUCCIN PRE-HISTORIA La mezcla del cemento con agua, arena y ridos dio como resultado un nuevo material que se poda moldear fcilmente y que cuando endureca, adquira caractersticas de solides, resistencia y durabilidad notables. Este nuevo material fue el origen del concreto.EDAD ANTIGUA:Los constructores griegos y romanos descubrieron que ciertos materiales procedentes de depsitos volcnicos mezclados con caliza y agua, producan un mortero de gran fuerza capaz de resistir la accin del agua dulce y salada. EL pueblo egipcio ya utilizaba el mortero (mezcla de arena con materia cementosa) para unir bloques de piedra y as levantar sus prodigiosas construcciones

DEFINICIN DE AGREGADOSLos agregados son materiales granulares solidos que se emplean constantemente dentro de la construccin, tambin llamados ridos por ser de aquellos materiales inertes, de forma granular, naturales o artificiales, que aglomerados por el cemento Portland en presencia de agua forman un todo compacto (piedra artificial), conocido como mortero o concreto. Asimismo, son empleados en las bases de las carreteras y la fabricacin de productos artificiales resistentes cuando se mezclan con materiales aglomerantes de activacin hidrulica o con ligantes asfalticos.Los agregados Como agregados de las mezclas de mortero o concreto se pueden considerar, todos aquellos materiales que teniendo una resistencia propia suficiente (resistencia de la partcula), no perturben ni afecten desfavorablemente las propiedades y caractersticas de las mezclas y garanticen una adherencia suficiente con la pasta endurecida del cemento Portland. En general, la mayora son materiales inertes, es decir, que no desarrollan ningn tipo de reacciones con los dems componentes de las mezclas, especialmente con el cemento; sin embargo, existen algunos agregados cuya fraccin ms fina presenta actividad en virtud de sus propiedades hidrulicas colaborando con el desarrollo de la resistencia mecnica, tales como: las escorias de alto horno de las siderrgicas, los materiales de origen volcnico en donde hay slice activo, entre otros. Pero hay algunos otros agregados, que presentan elementos nocivos o eventualmente inconvenientes que reaccionan afectando la estructura interna del concreto y su durabilidad, como por ejemplo, los que presentan elementos sulfurados, los que contienen partculas pulverulentas ms finas o aquellas que se encuentran en descomposicin latente como algunas pizarras.

TIPOS DE AGREGADOS.AGREGADOS NATURALES: Son aquellos que se utilizan, nicamente, despus de una modificacin en su tamao para adaptarlos a las exigencias de la construccin.

AGREGADOS POR TRITURACIN: Son aquellos que se obtienen de la trituracin de diferentes rocas de cantera o de las granulometras de rechazo de los agregados naturales.

AGREGADOS ARTIFICIALES: Son sub-productos de procesos industriales que permiten obtener escorias o materiales procedentes de demoliciones pero que son utilizables y reciclables. En obra le recomienda reciclar el cascajo o materiales de demolicin en los vaciados de cimientos, calzaduras, sub-zapatas y falsos pisos.

HORMIGN: Ser un material procedente de rio, cantera o cerro; compuesto de agregados finos, gruesos y de partculas duras. Su granulometra debe estar comprendida por el producto filtrado por la malla 100, como mnimo, y la de 2, como mximo.

AGREGADO FINO: Se llama as a la arena gruesa que presenta granos duros, fuertes, resistentes y lustrosos. Adems, el agregado fino necesita estar limpio, silicoso, lavado y libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, y materiales orgnicos.

AGREGADO GRUESO: Se llama agregado grueso a la piedra chancada que debe provenir de la piedra o grava ya sea rota o chancada. La piedra que es de grano duro y compacto, debe estar limpia de polvo, barro u otra sustancia de carcter deletreo.

CLASIFICACION DE AGREGADOSLos agregados se presentan diversas clasificaciones, las ms comunes se detallan a continuacin:1. CLASIFICACIN SEGN ORIGENEsta clasificacin toma como base la procedencia natural de las rocas y los procesos fsico-qumicos involucrados en su formacin. Divide a los agregados en tres grandes grupos GNEAS: agregados provenientes de rocas gneas. SEDIMENTARIAS: agregados provenientes de rocas sedimentarias. METAMRFICAS: agregados provenientes de rocas metamrficas.

2. CLASIFICACIN POR COMPOSICIN LA CALIZA, EL MRMOL Y EL CALICHE: tienen la misma composicin qumica, pero no la misma resistencia fsica; an ms, es muy comn que entre las calizas se observen diferentes grados de calidad fsica. EL BASALTO Y EL TEZONTLE: tienen la misma composicin qumica, pero el hecho de tener el tezontle una gran cantidad de espacio poroso lo hace un agregado ligero y de menor resistencia.

3. CLASIFICACIN POR COLORTal vez sea la clasificacin ms comn que existe y la ms fcil de generar o utilizar, ya que slo considera el color del material.

4. CLASIFICACIN POR TAMAO DE PARTCULA AGREGADO FINO (0.075mm - 4.75mm): el agregado pasante de la malla N4 es considerado como fino. AGREGADO GRUESO ( > 4.75mm ): el agregado con dimetro mayor a 4.75 mm es considerado grueso

5. CLASIFICACIN POR MODO DE FRAGMENTACIN NATURALES: fragmentados por procesos naturales (erosin) MANUFACTURADOS (triturados): fragmentados por procesos artificiales (mecnicos) MIXTOS: son la combinacin de materiales fragmentados tanto por procesos naturales como artificiales.

6. CLASIFICACIN POR PESO ESPECFICOEsta identificacin de agregados se genera a partir de una caracterstica bsica del concreto que es su peso unitario, el cual a su vez depende del peso especfico de los agregados que se utilizan en su fabricacin. La divisin bsica que existe es: LIGERO NORMAL PESADO

PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS1. GRANULOMETRIALa granulometra es la distribucin de los tamaos de las partculas de un agregado tal como se determina por anlisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamao de partcula del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas. Los siete tamices estndar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varan desde la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm.2. MDULO DE FINEZACriterio Establecido en 1925 por Duff Abrams a partir de las granulometras del material se puede intuir una fineza promedio del material utilizando la siguiente expresin:

3. CONTENIDO DE FINOSEl contenido de finos o polvo no se refiere al contenido de arena fina ni a la cantidad de piedras de tamao menor, sino a la suciedad que presentan los agregados (tamaos inferiores a 0,075 mm). El contenido de finos es importante por dos aspectos: A mayor suciedad habr mayor demanda de agua, ya que aumenta la superficie a mojar y por lo tanto tambin aumentar el contenido de cemento si se quiere mantener constante la relacin agua/cemento; Si el polvo est finamente adherido a los agregados, impide una buena unin con la pasta y por lo tanto la interface mortero-agregado ser una zona dbil por donde se puede originar la rotura del concreto.

4. PROPIEDADES FSICASi. DENSIDADDepende de la gravedad especfica de sus constituyentes slidos como de la porosidad del material mismo. La densidad de los agregados es especialmente importante para los casos en que se busca disear concretos de bajo o alto peso unitario.Las bajas densidades indican tambin que el material es poroso y dbil y de alta absorcin.ii. POROSIDADLa palabra porosidad viene de poro que significa espacio no ocupado por materia slida en la partcula de agregado es una de las ms importantes propiedades del agregado por su influencia en las otras propiedades de ste, puede influir en la estabilidad qumica, resistencia a la abrasin, resistencias mecnicas, propiedades elsticas, gravedad especfica, absorcin y permeabilidad.iii. PESO UNITARIOEs el resultado de dividir el peso de las partculas entre el volumen total incluyendo los vacos. Al incluir los espacios entre partculas influye la forma de acomodo de estos. El procedimiento para su determinacin se encuentra normalizado en ASTM C29 y NTP 400.017. Es un valor til sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a volmenes y viceversa.iv. PORCENTAJE DE VACOSEs la medida de volumen expresado en porcentaje de los espacios entre las partculas de agregados, depende del acomodo de las partculas por lo que su valor es relativo como en el caso del peso unitario. Se evala usando la siguiente expresin recomendada por ASTM C 29

Dnde:S = Peso especfico de masaW = Densidad del aguaP.U.C. = Peso Unitario Compactado seco del agregado

v. HUMEDADEs la cantidad de agua superficial retenida por la partcula, su influencia est en la mayor o menor cantidad de agua necesaria en la mezcla se expresa de la siguiente forma:

5. PROPIEDADES QUMICASSe sabe por definicin de los agregados que la mayora de los ridos son inertes. Sin embargo desde hace algn tiempo se han observado reacciones entre agregado y pasta de cemento (algunas dainas).

i. EPITAXIA.Mejora la adherencia entre ciertos agregados calizos y la pasta de cemento, a medida que transcurre el tiempo; lo cual favorece el desarrollo de las propiedades en el concreto endurecido.

ii. REACCIN LCALI-AGREGADO.Esta es una reaccin desfavorable porque origina esfuerzos de tensin dentro de la masa endurecida del mortero o del concreto; dichos esfuerzos pueden causar fallas en la estructura debido a que la resistencia a la tensin del mortero o del concreto es baja, del orden de un 10% de su resistencia a la compresin.La reaccin ms comn se produce entre los xidos de slice (SiO2) en sus formas inestables y los xidos alcalinos de la pasta de cemento (Na2O y K2O). Esta reaccin que es del tipo slido-lquido, produce un gel hinchable que aumenta de volumen a medida que absorbe agua, lo cual origina presiones internas en el concreto que conducen a la expansin, agrietamiento y ruptura de la pasta de cemento, esto se conoce como reaccin lcali-slice, ya que tambin existe otra reaccin similar entre algunos tipos de caliza dolomtica y los lcalis del cemento, en lo que se llama una reaccin lcali-carbonato, que es menos frecuente.a) Reaccin Alcali-Slice:Los lcalis en el cemento estn constituidos por el xido de sodio y de potasio quienes en condiciones de temperatura y humedad pueden reaccionar con ciertosminerales formando un gel, que al embeber agua, aumenta de volumen y consiguiente aumento de presin en el concreto lo que ocasiona fisuras y el deterioro del concreto. Para que se produzca esta reaccin es necesario contenidos de lcalis del orden del 0.6% temperaturas ambientes de 30C y humedades relativas de 80% y un tiempo de 5 aos para que se evidencie la reaccin. Existenpruebasdelaboratoriopara evaluar estas reacciones que se encuentran definidas en ASTM C227, ASTM C289, ASTM C-295 y que permiten obtenerinformacinpara calificar la reactividad del agregado.

b) Reaccin Alcali-carbonatos: Se produce por reaccin de los carbonatos presentes en los agregados generando sustancias expansivas, en el Per no existenevidenciasde este tipo de reaccin. Losprocedimientospara la evaluacin de esta caracterstica se encuentran normalizados en ASTM C-586.

EXPLORACIN Y EXPLOTACIN DE CANTERAS1. DEFINICIN DE CANTERA:Fuente de aprovisionamiento de suelos y rocas necesarias para la construccin de una obra, es decir, el lugar geogrfico de donde se extraen o explotan agregados ptreos para la industria de la construccin o para toda obra civil. Las canteras aprovisionan material para la conformacin de terraplenes, estabilizaciones, capa de su base y bases o como agregado para la elaboracin de concretos de cemento portland y asfaltico., utilizando diferentes procesos de extraccin dependiendo del tipo y origen de los materiales. Previamente a su explotacin hay que realizar sondeos, pozos, anlisis para cerciorarse de las propiedades y disposiciones de los yacimientos y bancos para su mejor extraccin.Toda cantera tiene una vida til, y una vez agotada, el abandono de la actividad suele originar serios problemas de carcter ambiental principalmente con la destruccin del paisaje. 2. EXPLORACIN DE CANTERAEn esta etapa se puede recurrir a planos de estratigrafa, si es que los hubiera, en el caso de no haber ningn plano de estratigrfico se har el muestreo en campo de la estratigrafa de nuestra cantera. La exploracin de canteras estar orientada a ubicar la calidad, distancias y volumen de los tipos de materiales necesarios como: suelos impermeables, suelos poco permeables para zonas de recarga, arenas para filtros, suelos granulares para transiciones y enrocamiento para proteccin. El consultor deber ubicar y definir las canteras ms convenientes por cada tipo de material.a) Reconocimiento del terreno

ACCESO: La accesibilidad y el estado de las vas de acceso a la cantera.puedenserenmuchoscasosdefinitoriasalocasionargastos innecesarios y hasta atrasos o paralizacin de obra. Se debe verificar si los accesos son pavimentados o no, tambin determinar el grado de deterioro, as como la existencia de puentes, tneles, curvas u otro tipo deelementosquepuedanlimitarelpaso de la maquinaria pesada y los vehculos de transporte.

SITUACIN LEGAL: Se debe de determinar el estado de la propiedad de las zonas donde se ha identificado la existencia de material explotable. Nombre los actuales y de ser posible de los anteriores propietarios; existencia de contratos de servidumbre, concesiones, etc.

GEOLOGA Y GEOMORFA: imaginaremos que los suelos son ms blandos o duros de lo que se imaginaba, esto producira un efecto grande al momento de pasar a la explotacin.

TOPOGRAFA: Se realiza un levantamiento topogrfico para determinar su rea de explotacin y calcular su volumen explotable, se ubic las distancias de los accesos desde la carretera hacia el centro de gravedad de ellas.Para el clculo de los volmenes de explotacin de las canteras se realiza un levantamiento topogrfico con secciones cada 10 m, en base a las exploraciones realizadas en toda el rea disponible. Se adjunta el clculo de la potencia de las canteras levantadas, el cual sera el volumen bruto a explotarse.

b) Estudios Preliminares ESPESORES. COMPONENTES DEL SUBSUELO. NAPA FRETICA. PRUEBAS INSITU.

c) Estudios Definitivo

POTENCIA: Referido a la cantidad de material existente en la zona y el % aprovechable. a) Potencia bruta: Es el volumen total de la cantera.b) Potencia Neta: Es el volumen de material utilizable.c) PotenciaAprovechable: aquella parte de la potencia neta aprovechable para un fin especfico.

CALIDAD DEL MATERIAL: La calidad de una cantera est dada por su grado de cumplimiento de las especificaciones tcnicas, del material que se busca; y se deduce de los ensayos de laboratorio que se practiquen sobre las muestras tomadas durante la etapa exploratoria.

COSTO DE EXPLOTACIN: esta es casi el ltimo paso de la exploracin ya que con los datos ya realizados se procede a realizar los clculos de egresos durante este proceso.

PRUEBAS INSITU.

3. EXPLOTACIN DE CANTERAEs el conjunto de actividades por medio de las cuales se extraen materiales de una cantera para ser empleados en una obra determinada. Cuando se trata de la explotacin de materiales trreos por ejemplo para terraplenes, sub-base y bases:No mezclar los materiales de desperdicioAcopiar mezclando lo ms posible a fin de logra uniformidad.Cuidar la humedad de los finos en el banco.Cargar de abajo hacia arriba para evitar segregacin. Si se trata de producir agregado para concreto asfaltico o de cemento portland, los trabajos ms comunes incluyen; Alimentacin, Zarandeo o cribado, Trituracin, Lavado.Lasactividades necesariasdurantelaexplotacinenuna cantera son: DESMONTE Y LIMPIEZA: Por ejemplo si el material est contaminada, es decir con restos orgnicos u objetos que puedan afectar al momento de mezcla se lo tiene que sacar mediante el lavado.

PREPARACIN: Se refiere a las medidas que debera tener el material de cantera para ser manipulable.

EXTRACCIN Y ACOPIO: como el nombre lo indica esta es el proceso donde se extrae el material desde su lugar natural.

ZARANDEO O CHANCADO: La operacin de trituracin, es la primera etapa mecnica de la conminacin. Por lo general se realiza en seco y en etapas sucesivas. a) trituradorasprimarias:Fragmentantrozos grandeshasta un producto de 6 a 4. Se tienen dos tipos de mquinas: TrituradorasdeMandbulas,Trituradoras Giratorias.b) Trituradoras secundarias: Fragmentan el producto de latrituracinprimariahastatamaosde4a1/2,entreestas mquinas tenemos. Trituradoras Giratorias Trituradoras Cnicas.c)Trituradorasterciarias:Fragmentanelproductodelatrituracinsecundariahastatamaosde1/2o3/8,entreestas mquinas tenemos. Trituradoras Cnicas, trituradoras de Rodillos.

CARGUO YTRANSPORTE: Los cuatro ms empleados son:a) Cintas transportadoras: empleada cuando los materiales que han de Transportarse son granulares y no cohesivos.b) Elevador de cangilones :conjunto deuna cadena sin fin de la cual van colgados cangilones iguales para el transporte del materialc) Redlers: cadenas sin fin introducidas en cajas cerradasquese desplazanensu movimiento masas de material pulverulento, pero no cohesivo. d) Tornillo de Arqumedes: transporte de ridos muy finos puede emplearse el tornillo de Arqumedes, que consta de unos tornillos infringen cerrado en un cilindro o en caja de seccin rectangular que lo envuelve a pequea distancia de su hlice exterior. Aunque, frecuentemente, el tornillo de Arqumedes se utiliza para simultanear el transporte con el lavado de un rido mediante una corriente de agua, puede tambin emplearse como elementos de transporte.

4. CANTERAS EN UCAYALIi. CANTERA CURIMANA UBICACIN: A la altura del Km.60+00 de la C.F.B, hacia la derecha aproximadamente 36km hasta la orilla del rio aguayta. ACCESO: trocha carrozable afirmada en su mayor parte, transitable casi todo el ao, requiriendo un continuo mantenimiento para lograr su mejoramiento. MATERIAL: hormign de rio, las zonas de extraccin se ubican en la orilla o ribera que forman playas con graval y arena o menos proporcionada con predominio del agregado fino, el material se clasifica tipo A-1-a. EXPLOTACIN: cuando el rio se encuentra en estiaje generalmente entre los meses de mayo a septiembre USO: se usa para la sub-base para lo cual deber cumplir previamente con las especificaciones tcnicas. el material deber ser usado en mezcla asfltica y concreto, deber ser clasificado la piedra y arena para cumplir los requisitos de granulometra POTENCIA: se estima 100.000 metros cbicos

ii. CANTERA NUEVA PIURA UBICACIN: A la altura del km 33+70 de la C.F.B, hacia la derecha. ACCESO: A once km de la C.F.B, se sigue por la izquierda 22km, existe una trocha carrozable que deber ser mejorada. MATERIAL: hormign de rio, el material presenta un predominio de agregado fino sobre el grueso, clasificado como Tipo A-1-a. EXPLOTACIN: Entre los meses de abril-septiembre. USO: debe ser zarandeado para ser utilizado como material de sub-base. para mezcla asfltica y concreta deber ser dosificado la piedra y la arena cumpliendo as con los requisitos de granulometra.

iii. CANTERA JUVENTUD UBICACIN: a la altura del km 33 + 700 de la C.F.B, hacia la derecha. ACCESO: a 11 km se la C.F.B, se sigue por la izquierda unos 18 km. existe una trocha carrozable que deber ser mejorada, se dan condiciones para ubicar zonas de acopio. MATERIAL: hormign de rio, el material presenta predominio de agregado fino sobre el grueso, clasificado tipo A-1-a. EXPLOTACIN: generalmente entre los meses abril-septiembre. POTENCIA: se estima unos 60,000metros cbicos.

iv. CANTERA SAN ALEJANDRO UBICACIN: a la altura del km 110+000 de la C.F.B, hacia la derecha. ACCESO: De 2 a 3 km de la C.F.B, se sigue por la izquierda. MATERIAL: hormign de rio, el material presenta predominio de agregado fino sobre grueso clasificado tipo A-1-a. EXPLOTACIN: se da de abril a septiembre. USO: el rendimiento promedio para sub-base es de un 100%, para base un 95%. POTENCIA: se estimas unos 100.000 metros cbicos.

TECNOLOGIA DEL CONCRETO