Semana IV

AGREGADOS 

Llamados también áridos, son materiales inertes que se combinan con los aglomerantes (cemento, cal, etc.) y el agua formando los concretos y morteros. La Importancia de los agregados radica en que constituyen alrededor del 75% en volumen, de una mezcla típica de concreto. Por lo anterior, es importante que los agregados tengan buena resistencia, durabilidad y resistencia a los elementos, que su superficie este libre de impurezas como barro, limo y materia orgánica, que puedan debilitar el enlace con la pasta de cemento.

Clasificación:

Los agregados se clasifican en :

a)Agregados Finos:
-Arena Fina
-Arena Gruesa

b)Agregados Gruesos:
-Grava
-Piedra 

A) AGREGADOS FINOS:
Se considera como agregados finos a la arena o piedra natural finamente triturada, de dimensiones reducidas y que pasan el tamiz 9.5mm (3/8”) y que cumple con los límites establecidos en la norma.
Las arenas provienen de la desintegración natural de las rocas; y que arrastrados por corrientes aéreas o fluviales se acumulan en lugares en lugares determinados.

Granulometría:
La granulometría es la distribución por tamaños de las partículas de arena.. La distribución del tamaño de particulas se determina por separación con una serie de mallas normalizadas. Las mallas Normalizadas utilizadas son las N°4,8,16,30,50 y 100.

Limites de granulometria segun el A.S.T.M. 

El control de la granulometría se aprecia mediante un grafico, en la que las ordenadas representan el porcentaje acumulado que pasa la malla, y las abscisas, las aberturas correspondientes. La figura N°1 representa las curvas envolventes de la norma. 
La norma ASTM, exceptúa los concretos preparados con más de 300kg/m3 de los porcentajes requeridos para el material que pasa las mallas N°50 y N°100 que en este caso puede reducirse a 5% y 0% respectivamente. 
Esta posición se explica porque el mayor contenido de cemento contribuye a la plasticidad del concreto y la compacidad de la pasta, función que cumple el agregado mas fino.
• Además, la norma prescribe que la diferencia entre el contenido que pasa una malla y el retenido en la siguiente, no debe ser mayor del 45% del total de la muestra. De esta manera, se tiende a una granulometría más regular. 
• Para que el concreto tenga una adecuada trabajabilidad, las partículas de agregado grueso deben estar espaciadas de manera tal que puedan moverse con relativa facilidad, durante los procesos de mezclado y colocación.
• En este sentido, el agregado fino actúa como lubricante del agregado grueso, ayudándolo a distribuir en toda su masa. 
• En General, en cuanto a granulometría se refiere, los mejores resultados se obtienen con agregados de granulometría que queden dentro de las normas y den curvas granulométricas suaves.

 Requisitos de uso:
• El agregado fino será arena natural. Sus partículas serán limpias, de perfil preferentemente angular, duras, compactas y resistentes 
• El agregado fino deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, esquistos, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales u otras sustancias perjudiciales. 
• Debe cumplir las normas sobre su granulometría.
• Se recomienda que las sustancias dañinas, no excederán los porcentajes máximos siguientes: 1°) Partículas deleznables: 3% 2°) Material mas fino que la malla N°200: 5%

B) AGREGADOS GRUESOS:
Se define como agregado grueso al material retenido en el tamiz N°04 (4.75mm) proviene de la desintegración natural o mecánica de las rocas. El agregado grueso puede ser grava, piedra chanchada, etc.

Gravas:
Comúnmente llamado “canto rodado”, es el conjunto de fragmentos pequeños de piedra, provenientes de la disgregación, natural de las rocas, por la acción del hielo y otros agentes atmosféricos, encontrándose corrientemente en canteras y lechos de los ríos depositados en forma natural. Cada fragmento ha perdido sus aristas vivas y se presentan en forma mas o menos redondeadas. Las gravas pesan de 1600 a 1700 Kg/m3.ç

Piedra partida o chancada:
Se denomina así, al agregado grueso obtenido por trituración artificial de rocas o gravas. Como agregado grueso se puede usar cualquier clase de piedra partida, siempre que sea limpia, dura y resistente. Su función principal es la de dar volumen y aportar su propia resistencia. Los ensayos indican que la piedra chancada o partida da concreto ligeramente mas resistente que los hechos con piedra redonda. El peso de la piedra chanchada se estima en 1450 a 1500 kg/m3

C) TAMAÑO MÁXIMO:
El tamaño máximo de los agregados gruesos en el concreto armado se fija por la exigencia de que pueda entrar fácilmente en los enconfrados entre las barras de la armadura.

 En ningún caso el tamaño máximo del agregado grueso deberá ser mayor que:

• Un quinto, de la menor dimensión, entre caras del encofrado.
• Un tercio de la altura de las losas.
• Tres cuartos del espacio libre entre las barras o alambres individuales de refuerzo, paquetes de barras, cables o ductos de pre-esfuerzo.

Estas limitaciones están dirigidas a que las barras de refuerzo queden convenientemente recubiertas y no se presenten cavidades de las llamadas “cangrejeras”. Sin embargo, pueden omitirse por excepción, si el ingeniero responsable comprueba que los métodos de puesta en obra y la trabajabilidad del concreto lo permiten. 
Se considera que, cuando se incrementa el tamaño máximo del agregado, se reducen los requerimientos de agua de la mezcla, incrementándose la resistencia del concreto. En genera este principio es válido con agregados hasta 1 ½”. En tamaños mayores, solo es aplicable a concretos con bajo contenido de cemento.

Requisitos de uso:
El agregado grueso deberá estar conformado por partículas limpias, de perfil preferentemente angular o semiangular, duras, compactas, resistentes y de textura preferentemente rugosa. 
Las partículas deben estar libres de tierra, polvo, limo, humos, escamas, materia orgánica, sales u otras sustancias dañinas.
Se recomienda que las sustancias dañinas no excedan los porcentajes máximo siguientes: 1°) Partículas deleznables: 5% 2°) Material mas fino que la malla N° 200: 1% 3°) Carbón y lignito : 0,5%.

Hormigon:
El agregado denominado “hormigón” corresponde a una mezcla natural de grava y arena. El hormigón se usa para preparar concreto de baja calidad como empleado en cimentaciones corridas, sobrecimientos falsos pisos, falsas zapatas, calzaduras, algunos muros, etc. En general solo podrá emplearse en la elaboración de concreto con resistencia en compresión hasta100kg/cm2 a los 28 días. El contenido mínimo de cemento será de 255kg/m3. El hormigón deberá esta libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas blandas o escamosas, sales, álcalis, materia orgánica u otras sustancias dañinas para el concreto

MODULO DE FINEZA

Consideraciones:

Es el índice aproximado del tamaño medio de los agregados. Cuando este índice es bajo quiere decir que el agregado es fino, cuando es alto es señal de lo contrario. El modulo de fineza, no distingue las granulometrías, pero en caso de agregados que estén dentro de los porcentajes especificados en las normas granulométricas, sirve para controlar la uniformidad de los mismos. 

El modulo de fineza se calcula sumando los porcentajes acumulados retenidos en la serie de las mallas estándar: 3”, 1½”, 3/4”, 3/8”, N°4, N°8, N°16, N°30, N°50 y N°100 y dividiéndolo entre 100.

Observación:

Según la norma ASTM, la arena debe tener un modulo de fineza no menor de 2.3 ni mayor que 3.1. Se estima que las arenas comprendidas entre los módulos 2.3 y 2.8 producen concreto de buena trabajabilidad y reducida segregación; y las que se encuentra comprendidas mayores a 2.8 y menores a 3.1 son las mas favorables para concretos de alta resistencia. 

En las obras que se requieren buena textura superficial, como son los revestimientos de canales o piso de concreto, se recomienda que la arena tenga un contenido de finos, superior al 15% y que pasen la malla N°50. 

El modulo de fineza del agregado grueso, es menos usado que el de la arena, para el calculo se usa el mismo criterio que el de la arena, ósea se suman los porcentajes acumulativos retenidos en las mallas estándar y se dividen entre 100. Si no hubiera agregados en alguna malla se completa con cero.

TAMAÑO MÁXIMO DE LOS MATERIALES 

El tamaño máximo de los materiales, esta dado por la abertura de la malla inmediata superior que retiene el 15% o más, al cribar por ella el agregado grueso. 

Ejemplo.-Se tiene la granulometría del A.F. y A.G. que se utilizará en la preparación de una mezcla , determinar el Tamaño máximo del conjunto de los agregados (TM).

Dosificación de los agregados :

Un primer método consistiría en mezclar cantidades diferentes de agregados y preparar probetas de cada dosificación de concreto obtenido. Estas probetas se ensayarían en lo concerniente a impermeabilidad, compacidad, resistencias mecánicas, etc y se adoptaría como “dosificación típica” la que mejores resultados arrojase. Es fácil comprender que éste método no es práctico y que es mucho mas sencillo y practico obligar a que las mezclar de agregados se adopte la mejor posible, a curvas granulométricas ya fijadas, una de ellas es para Fuller y da lugar al método de igual nombre:

Método de Füller:

 Este método es general y se aplica cuando los agregados no cumplen con la norma C33 del ASTM. Asimismo se debe usar para concretos con mas de 300Kg de cemento por m3 de concreto y para un tamaño máximo del agregado grueso comprendido entre ¾” (20mm) y 2”(50mm).

HUMEDAD SUPERFICIAL DE LOS MATERIALES