QUE ES UN AGREAGADO EN LA CONTRUCCIÓN
El
agregado es un material granular (arena, grava, piedra triturada o escoria)
usado con un medio cementante para formar concreto o mortero hidráulico.
¿Qué pruebas de laboratorio se realizan a los agregados gruesos para determinar su calidad para fabricación del concreto?
Pruebas de granulometría :
Por granulometría o análisis granulométrico de un agregado se
entenderá todo procedimiento manual o mecánico por medio del cual se pueda
separar las partículas constitutivas del agregado según tamaños, de tal manera
que se puedan conocer las cantidades en peso de cada tamaño que aporta el peso
total.
Análisis granulométrico con tamiz
El análisis granulométrico se realiza mediante el tamizado de la
muestra. Este permite conocer el tamaño de las diferentes partículas que
componen el sedimento a analizar. El análisis por tamizado forma parte de los
métodos mecánicos para conocer la granulometría.
Este procedimiento se realiza con el uso de una muestra seca. Esta pasa por una serie de tamices que van desde el de 3 pulgadas hasta tamices más finos de 0.0074 mm. Para hacer un tamizado de las muestras se debe:
● Usar tamices que son ensamblados en una columna de en orden
descendente.
● En el tamiz más grueso se echa la muestra.
● La columna de tamices se somete a movimientos vibratorios y de
rotación, con ayuda de una máquina especial.
● Se retiran los tamices y se toma por separado el peso del material
que se ha retenido en cada uno.
● Al tener en cuenta el peso total y los retenidos, se elabora la curva granulométrica.
También es conocido como análisis por hidrómetro y se realiza en porciones más finas de suelo, cuyo diámetro es menor al tamiz más fino. Gracias a este tipo de análisis se logra identificar los porcentajes de limo, coloides y arcillas de una muestra.
El procedimiento para hacer un análisis con hidrómetro es el
siguiente:
● Se selecciona una cantidad de suelo seco pulverizado.
● A la muestra anterior se agrega una mezcla de floculante y se la
deja en acción por 16 horas.
● Pasado el tiempo se agrega agua destilada.
● Se agita la mezcla y se mide la densidad de la suspensión
agua-suelo con un hidrómetro.
Razones para realizar un análisis granulométrico
Verificar si el suelo es bien o mal gradado.
● Estimar la impermeabilidad del suelo.
● Mostrar la distribución de granos en la curva granulométrica.
● Determinar los coeficientes de pendiente y curvatura.
● Determinar el diámetro efectivo del suelo.
LA RESISTENCIA A LA
ABRASIÓN y al impacto de un agregado grueso se
determina mediante una prueba con la máquina “Los Ángeles” (prueba
estadounidense) y la máquina de impacto (prueba inglesa) respectivamente. Los
resultados de estas pruebas son indicadores particulares de la calidad física
del agregado y deben relacionarse con la posibilidad que éste tiene para
utilizarse en la fabricación de pisos y pavimentos de concreto, donde los
agregados estarán expuestos en la superficie. Los agregados con altas pérdidas
en estas pruebas se degradan fácilmente y resulta difícil mantener su curva
granulométrica intacta durante los procesos de manejo del material (producción,
transporte, almacenamiento, mezclado, etc.). Incluso en el caso de que la
pérdida sea extrema, se pueden crear problemas por cambio de granulometría y
formación de finos durante el mezclado del concreto o bien durante la
colocación y compactación del producto en su condición de exposición final. Los
agregados de este tipo también pueden desintegrarse rápidamente cuando se
exponen al tránsito y al ambiente, por lo que estas pruebas son indicadores del
comportamiento real del agregado.
¿Cómo se clasifican los agregados
pétreos?
Clasificación por origen
Dentro de la clasificación por origen, la cual se realiza con base
en la procedencia de las rocas y los procesos físico-químicos involucrados en
su formación, se pueden encontrar las siguientes clases de agregados:
• Agregados
ígneos: son todos los agregados provenientes de rocas ígneas, generalmente,
este tipo de rocas son conocidas también como originales, endógenas o
magmáticas.
• Agregados
sedimentarios: Son los agregados provenientes de rocas sedimentarias, las
cuales son las de mayor abundancia en la superficie terrestre.
• Agregados
metamórficos: Son todos los agregados provenientes de rocas metamórficas, que a
su vez provienen de ígneas y sedimentarias.
Clasificación por color
Es una de las clasificaciones más fáciles de utilizar ya que solo
considera el color del material para hacer una diferenciación, sin embargo,
también es uno de los métodos que menos información proporciona acerca del
material y del desempeño que puede tener en la mezcla de concreto.
Clasificación por tamaño de partícula
De acuerdo al tamaño de la partícula se tienen dos clases de
agregados:
• Agregado
fino: material que pasa 100% el tamiz 3/8” y queda retenido en la malla N° 200.
Generalmente es clasificado como arena gruesa o fina.
• Agregado
grueso: es aquel que es retenido 100% en el tamiz N° 4 o superior.
Clasificación por
fragmentación
Dependiendo del tipo de fragmentación que tienen, los agregados se
pueden clasificar en:
• Agregados
Naturales: son aquellos materiales inorgánicos, naturales o procesados por el hombre
que derivan de la roca o poseen una calidad similar a la de ésta, siendo usados
casi exclusivamente en el sector de la construcción.
• Agregados
manufacturados: fragmentados por procesos artificiales (mecánicos) son todos
los agregados fragmentados con procesos mecánicos.
• Agregados
Industriales: Son aquellos que han pasado por diferentes procesos de
fabricación, tal como productos de desecho, materiales calcinados, procedentes
de demoliciones.
Agregados reciclados
Se pueden clasificar en
dos grandes grupos:
• Agregados
reciclados limpios: son los que están compuestos por un solo elemento en su
mayoría (aproximadamente 95%) y además tienen un porcentaje de impurezas muy
bajo (alrededor del 5%).
• Agregados
reciclados sucios: son todos aquellos agregados que tienen valores fuera de los
rangos que se encuentran establecidos.
Clasificación por peso
específico
La clasificación por peso específico es determinada a través del
peso unitario de los agregados, dependiendo de esta característica se tienen:
• Agregados
ligeros: son producidos expandiendo la arcilla, la pizarra, la pizarra
diatomácea, la perlita, la obsidiana y la vermiculita con el uso de calor.
• Agregados
normales.
• Agregados pesados: Agregado pesado es un agregado de alta densidad, tal como barita, magnetita, hematita, limonita, ilmenita, hierro o acero, usado en la elaboración de hormigón pesado.
¿Cómo se clasifican los agregados
pétreos según su tamaño?
Según su tamaño:
- Finos:
Material que pasa 100% el tamiz 3/8” y queda retenido en la malla N° 200.
- Gruesos:
Es aquel que es retenido 100% en el tamiz N° 4 o superior.
¿Qué son?
Agregado fino: Consiste en arena natural proveniente de canteras
aluviales o de arena producida artificialmente. La forma de las partículas es
generalmente cúbica o esférica y razonablemente libre de partículas delgadas,
planas o alargadas. Los agregados finos son comúnmente identificados por un
número denominado Módulo de finura, que en general es más pequeño a medida que
el agregado es más fino.
Agregado grueso: Es uno de los principales componentes del hormigón
o concreto, por este motivo su calidad es sumamente importante para garantizar
buenos resultados en la preparación de estructuras de hormigón. El agregado
grueso estará formado por roca o grava triturada obtenida de las fuentes
previamente seleccionadas y analizadas en laboratorio, para certificar su
calidad. El tamaño mínimo será de 4,8 mm. El agregado grueso debe ser duro,
resistente, limpio y sin recubrimiento de materiales extraños o de polvo, los
cuales, en caso de presentarse, deberán ser eliminados mediante un
procedimiento adecuado, como por ejemplo el lavado.
Función:
Función de agregado fino: La función de los agregados en el concreto
es la de crear un esqueleto rígido y estable lo que se logra uniéndolos con
cemento y agua (pasta).
Función de agregado grueso: Proporciona una masa de partículas capaz
de resistir las acciones mecánicas de desgaste o de intemperismo, que puedan
actuar sobre el concreto.
¿Qué es el tamaño máximo del
agregado y su importancia?
Según su tamaño, los agregados para
concreto son clasificados en:
agregados finos (arenas) y
Agregados gruesos (piedras).
Agregado Fino:
Un agregado fino con partículas de forma redondeada y textura suave
ha demostrado que requiere menos agua de mezclado, y por lo tanto es preferible
en los HAD.
Se acepta habitualmente, que
el agregado fino causa un efecto mayor en las proporciones de la mezcla que el
agregado grueso. Los primeros tienen una
mayor superficie específica y como la pasta tiene que recubrir todas las
superficies de los agregados, el requerimiento de pasta en la mezcla se verá
afectado por la proporción en que se incluyan éstos.
Una óptima granulometría del árido fino es determinante por su
requerimiento de agua en los HAD, más que por el acomodamiento físico.
La experiencia indica que las arenas con un módulo de finura ( MF )
inferior a 2.5 dan hormigones con consistencia pegajosa, haciéndolo difícil de
compactar. Arenas con un módulo de finura de 3.0 han dado los mejores
resultados en cuanto a trabajabilidad y resistencia a la compresión.
Áridos y Arenas:
El tamiz que separa un agregado grueso de uno fino es el de 4,75 mm.
Es decir, todo agregado menor a 4,75 mm es un agregado fino (arena).
La arena o árido fino es el material que resulta de la
desintegración natural de las rocas o se obtiene de la trituración de las
mismas, y cuyo tamaño es inferior a los 5mm.
Para su uso se clasifican las arenas por su tamaño. A tal fin se les
hace pasar por unos tamices que van reteniendo los granos más gruesos y dejan
pasar los más finos.
-Arena fina: es la que sus granos pasan por un tamiz de mallas de
1mm de diámetro y son retenidos por otro de 0.25mm.
- Arena media: es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 2.5mm
de diámetro y son retenidos por otro de 1mm.
- Arena gruesa: es la que sus granos pasan por un tamiz de 5mm de
diámetro y son retenidos por otro de 2.5mm.
Las arenas de granos gruesos dan, por lo general, morteros más
resistentes que las finas, si bien tienen el inconveniente de necesitar mucha
pasta de conglomerante para rellenar sus huecos y será adherente. En contra
partida, el mortero sea plástico, resultando éste muy poroso y poco adherente.
El hormigón es un material formado por cemento, áridos de diferentes
granulometrías, agua y aditivos que, mezclado en diferentes proporciones,
permite obtener el hormigón que es distribuido en camiones hormigoneras.
Es un material vivo, no almacenable, ya que su tiempo de uso se
limita a 90 minutos; a partir de los cuales el hormigón pierde sus propiedades.
Cualquiera sea el tipo de material utilizado, sus partículas deben
ser duras y resistentes, ya que el concreto, como cualquier otro material se
romperá por su elemento más débil. Si el agregado es de mala calidad sus
partículas se romperán antes que la pasta clementica, o el mortero.
Agregado Grueso:
Numerosos estudios han demostrado que para una resistencia a la
compresión alta con un elevado contenido de cemento y baja relación
agua-cemento el tamaño máximo de agregado debe mantenerse en el mínimo posible
(12,7 a 9,5 ).
En principio el incremento en la resistencia a medida que disminuye
el tamaño máximo del agregado se debe a una reducción en los esfuerzos de
adherencia debido al aumento de la superficie específica de las partículas.
Se ha encontrado que la adherencia a una partícula de 76 mm. es apenas
un 10% de la correspondiente a una de 12,5 mm., y que excepto para agregados
extremadamente buenos o malos, la adherencia es aproximadamente entre el 50 a
60% de la resistencia de la pasta a los 7 días.
Las fuerzas de vínculo dependen de la forma y textura superficial
del agregado grueso, de la reacción química entre los componentes de la pasta
de cemento y los agregados.
Otro aspecto que tiene que ver con el tamaño máximo del agregado es
el hecho de que existe una mayor probabilidad de encontrar fisuras o fallas en
una partícula de mayor tamaño provocadas por los procesos de explotación de las
canteras (dinamitado) y debido a la reducción de tamaño (trituración), lo cual
lo convertirá en un material indeseable para su utilización en concreto.
También se considera que la alta resistencia producida por agregados
de menor tamaño se debe a una baja en la concentración de esfuerzos alrededor
de las partículas, la cual es causada por la diferencia de los módulos
elásticos de la pasta y el agregado
Se ha demostrado que la grava triturada produce resistencias mayores
que la redondeada. Esto se debe a la
trabazón mecánica que se desarrolla en las partículas angulosas.
Sin embargo, se debe evitar una angulosidad excesiva debido al
aumento en el requerimiento de agua y disminución de la trabajabilidad a que
esto conlleva.
El agregado ideal debe ser limpio, cúbico, anguloso, triturado 100%, con un mínimo de partículas planas y alongadas.
Tabla Limite de sustancias nocivas en el agregado grueso
GRANULOMETRIA:
La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas
de un agregado tal como se determina por análisis de tamices. El tamaño de
partícula del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre
aberturas cuadradas.
Los números de tamaño (tamaños de granulometría), para el agregado
grueso se aplican a las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que
pasan a traves de un arreglo de mallas.
La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las
proporciones relativas de los agregados así como los requisitos de agua y
cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad,
contracción.
GRANULOMETRIA DE LOS
AGREGADOS FINOS:
Depende del tipo de trabajo, de la riqueza de la mezcla, y el tamaño
máximo del agregado grueso. En mezclas mas pobres, o cuando se emplean
agregados gruesos de tamaño pequeño, la granulometría que mas se aproxime al
porcentaje máximo que pasa por cada criba resulta lo mas conveniente para
lograr una buena trabajabilidad. En general, si la relación agua – cemento se
mantiene constante y la relación de agregado fino a grueso se elige
correctamente, se puede hacer uso de un amplio rango de granulometría sin tener
un efecto apreciable en la resistencia.
GRANULOMETRIA DE LOS
AGREGADOS GRUESOS:
El tamaño máximo del agregado grueso que se utiliza en el concreto
tiene su fundamento en la economía. Comúnmente se necesita mas agua y cemento
para agregados de tamaño pequeño que para tamaños mayores, para revenimiento de
aproximadamente 7.5 cm para un amplio rango de tamaños de agregado grueso.
El numero de tamaño de la granulometría (o tamaño de la
granulometría). El numero de tamaño se aplica a la cantidad colectiva de
agregado que pasa a través de un arreglo mallas.
FUNCIONES EN EL CONCRETO:
El agregado dentro del concreto cumple principalmente las siguientes
funciones:
• Reduciendo
el contenido de pasta en el metro cúbico.
• Proporciona
una masa de partículas capaz de resistir las acciones mecánicas de desgaste o
de intemperismo, que puedan actuar sobre el concreto.
• Reducir
los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y
endurecimiento, de humedecimiento y secado o de calentamiento de la pasta.
La función de los agregados en el concreto es la de crear un esqueleto rígido y estable lo que se logra uniéndolos con cemento y agua. Cuando el concreto está fresco, la pasta también lubrica las partículas de agregado otorgándole cohesión y trabajabilidad a la mezcla.
Para cumplir satisfactoriamente con estas funciones la pasta debe
cubrir totalmente la superficie de los agregados
Por la misma razón, los agregados de menor tamaño tienen una mayor superficie para lubricar y demandarán mayor cantidad de pasta. En consecuencia, para elaborar concreto es recomendable utilizar el mayor tamaño de agregado compatible con las características de la estructura.
La textura del material
dice que tan lisa o rugosa es la superficie del material es una
característica ligada ala absorción pues agregados muy rugosos tienen mayor
absorción que los lisos además que producen concretos menos plásticos
Los agregados finos y gruesos ocupan comúnmente de 60% a 75% del
volumen del concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente en las
propiedades del concreto recién mezclado y endurecido, en las proporciones de
la mezcla, y en la economía.
Los agregados finos comúnmente consisten en arena natural o piedra
triturada siendo la mayoría de sus partículas menores que 5mm. Los agregados
gruesos consisten en una grava o una combinación de grava o agregado triturado
cuyas partículas sean predominantemente mayores que 5mm y generalmente entre
9.5 mm y 38mm. El agregado triturado se produce triturando roca de cantera,
piedra bola, guijarros, o grava de gran tamaño.
El esqueleto granular está formado por los agregados que son
elementos inertes, generalmente más resistentes que la pasta cementicia y
además económicos.
Pero hay un límite en el contenido de agregados gruesos dado por la
trabajabilidad del concreto. Si la cantidad de agregados gruesos es excesiva la
mezcla se volverá difícil de trabajar y habrá una tendencia de los agregados
gruesos a separarse del mortero. Llegado este caso se suele decir que el
concreto es "áspero", "pedregoso" y "poco dócil".
En el concreto fresco, es decir recién elaborado y hasta que comience
su fraguado, la pasta cementicia tiene
la función de lubricar las partículas del agregado, permitiendo la movilidad de
la mezcla.
La arena debe estar presente en una cantidad mínima que permita una
buena trabajabilidad y brinde cohesión a la mezcla. Pero no debe estar en
exceso porque perjudicará las resistencias.
Los agregados de calidad deben cumplir ciertas reglas para darles un
uso ingenieril optimo: deben consistir en partículas durables, limpias, duras,
resistentes y libres de productos químicos absorbidos, recubrimientos de
arcilla y otros materiales finos que pudieran afectar la hidratación y la
adherencia la pasta del cemento.
La importancia de los
agregados en el concreto
El uso de agregados en el concreto tiene como objetivo reducir los
costos en la producción de la mezcla (relleno adecuado para la mezcla, ya que
reduce el contenido de pasta de cemento por metro cúbico), ayudar a controlar
los cambios volumétricos (cambios de volumen resultantes de los procesos de
fraguado, de curado y secado de la mezcla de concreto) y aportar a la
resistencia final del material.
La forma y textura superficial de las partículas individuales de
cualquier tipo de agregado tienen una influencia importante en la manejabilidad
del concreto en su estado fresco y en otras características físicas de su
estado sólido.
El uso de diferentes tipos de agregados finos puede generar
variaciones en el asentamiento de la mezcla de concreto, por ejemplo, las
arenas angulares tendrán un menor asentamiento que una mezcla diseñada con
agregados finos redondeados y lisos. Esto puede generar la necesidad de hacer
un cambio en la relación agua/material cementante.
Aunque la forma y textura de los agregados gruesos también influye
en dicha relación, se afecta en mayor medida la resistencia a través de la
relación adherencia agregado/pasta de cemento.
Existe un límite en el contenido de agregados gruesos dado por la
trabajabilidad del concreto. Si la cantidad de agregados gruesos es excesiva,
ocurrirá el fenómeno de segregación. De la misma forma los agregados finos
deben estar dosificados de forma tal que permitan una buena trabajabilidad y
brinden cohesión a la mezcla, pero a la vez no deben estar en exceso porque
perjudicarían la manejabilidad y la resistencia del concreto.
BIBLIOGRAFIA
HLCSISTEMAS(2019, 29 DE OCTUBRE
)https://www.hlcsac.com/noticias/como-se-hace-un-analisis-granulometrico/
(Consultado el 18 de septiembre)
https://www.yura.com.pe/blog/agregados-para-la-elaboracion-de-concreto/
http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_2826_C.pdf
LIC. EN ARQUITECTURA
