02-Áridos para ho

TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNTECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN

ÁRIDOSÁRIDOS(AGREGADOS)(AGREGADOS)

1

DEFINICIÓN: Conjunto de partículas de origenpétreo, duro de forma estable y que debe cumpliruna serie de requisitos. Ocupa entre el 60% y el80% del volumen total del hormigón.

FUNCIONES:� Resistir esfuerzos internos y externos

Resistir la abrasión

ÁRIDOS PARA HORMIGÓNÁRIDOS PARA HORMIGÓN

� Resistir la abrasión� Resistir al paso de humedad� Resistir solicitaciones químicas.� Provee relleno de bajo costo a la pasta de

cemento� Disminuye y evita efectos de cambios de

volumen que sufre la pasta de cemento.

2

PROPIEDADES Y REQUISITOS� Muestreo y Cuarteo� Análisis Granulométrico� Tamaño máximo� Módulo de finura� Forma de textura superficial� Adherencia� Resistencia mecánica

COMERCIALIZACIÓN

• A granel

MANEJO

• Acopios• Segregación� Resistencia mecánica

� Contenido de impurezas� Porosidad y Absorción� Humedades� Compacidad� Densidades� Esponjamiento� Superficie específica

3

• Segregación

ProcedimientoObtenga al menos 3 porciones al azar del mismo tamaño, forme una muestra combinada cuyo peso sea igual o superior a lo indicado en la tabla.

� Desde una fuente móvil , la muestra se recoge de

MUESTREO

� Desde una fuente móvil , la muestra se recoge de tal manera que reciba el flujo completo para evitar la segregación.

� Desde una cinta transportadora , detenga la cinta y coloque una plantilla que abarque la muestra a extraer, con pala y luego con escobilla para recuperar todo el fino.

5

Desde las pilas de acopio

� Para el árido grueso se debe tomar tres porciones, una del tercio superior del medio y de la parte baja, para evitar segregación es conveniente hacer un corte vertical entre esas posiciones y extraer la muestra.Para árido fino se debe extraer la capa superior y � Para árido fino se debe extraer la capa superior y mediante un tubo de ∅∅∅∅ = 30 mm y 2 m se extraen al menos 5 muestras al azar al insertarlo en la pila.

6

Desde unidades de transporte como camiones, barcazas, vagones de ferrocarril, para muestrear :

� El árido grueso , en lo posible debe ser hecho con equipos mecánicos capaces de extraer desde diversas profundidades y ubicaciones al azar. De lo contrario se debe hacer tres o más excavaciones en puntos que se estime que excavaciones en puntos que se estime que representan las características de la carga.

� En árido fino los tubos de muestra son adecuados.

7

Tamaño de las muestras

Para análisis granulométrico y de calidad Tamaño máximo

nominal de los áridos Peso mínimo aproximado

de las muestras. Kg Áridos finos

2,36 mm 10 4,75 mm 10

Áridos gruesos 9,5 mm 10 12,5 mm 15

8

12,5 mm 15 19,0 mm 25 25,0 mm 50 37,5 mm 75 50,0 mm 100 63,0 mm 125 75,0 mm 150 90,0 mm 175

CUARTEO: REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DE LA MUESTRA

Mediante cuarteo mecánico� Se introduce el material en la

tolva de alimentación, luego se abre y cae en ambos recipientes. El material de uno recipientes. El material de uno de los recipientes se vuelve a introducir tantas veces como sea necesario para reducir la muestra al tamaño deseado.

9

MEDIANTE CUARTEO MANUAL, SOBRE SUPERFICIE DURA

10

MEDIANTE CUARTEO MANUAL, SOBRE SUPERFICIE BLANDA NO USAR PALA. Colocar tubo

bajo la tela y levantar

XTubo

11

TAMICESCada tamiz se caracteriza por su abertura, o sea, por el lado interior de cada uno de los cuadrados elementales.

Abertura del tamiz = t (mm)t = 2n/4 n = número entero

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

t = 2n/4 n = número entero

Forman una progresión geométrica de razón 2 1/4

Hay tamices para toda la sucesión de números enteros desde n = 27 hasta n = -19 (son 47 tamices!!)

o sea, desde t = 107,6 mm hasta t = 0,037 mm.

12

TAMICES

13

Si se escoge un tamiz de cada cuatro, se puede formar de esas progresiones:

n = múltiplo de 4n = (múltiplo de 4) ±±±± 1n = (múltiplo de 4) ±±±± 2n = (múltiplo de 4) ±±±± 3

Series preferidas por ISO:

SERIE DE RAZÓN 2

Series preferidas por ISO:n = múltiplo de 4n = (múltiplo de 4 ) + 2

14

n 26 22 18 14 10 6 2 -2 -6 -10 -1424 20 16 12 8 4 0 -4 -8 -12 -16

2n/4 64 32 16 8 4 2 1 1/2 1/4 1/8 1/16 mm90,5 45,3 22,6 11,3 5,7 2,8 1,4 0,71 0,35 0,17 0,09 mm

Se ha reducido el número de tamices sólo a 11

n 25 21 17 13 9 5 1 -3 -7 -11 -152n/4 76 38 19 9,5 4,75 2,4 1,2 0,59 0,3 0,15 0,074 mm

3 3/2 3/4 3/8 3/16 3/32 3/64 3/128 3/256 3/512 3/1024 mm4 8 16 30 50 100 200 Nº

4 2 1 1/2

Series USA y Chile:

n = (múltiplo de 4 ) + 1

15

Serie

nominal80 63 50 40 25 20 12,5 10 5 2,5 1,25 0,630 0,315 0,160

Serie

combinada75 63 50 37,5 25 19 12,5 9,5 4,75 2,36 1,18 0,600 0,300 0,150

Norma chilena NCh165.Of09

2,5

n 25 21 17 13 9 5 1 -3 -7 -11 -152n/4 76 38 19 9,5 4,75 2,4 1,2 0,59 0,3 0,15 0,074 mm

3 3/2 3/4 3/8 3/16 3/32 3/64 3/128 3/256 3/512 3/1024 mm4 8 16 30 50 100 200 Nº

4 2 1 1/2

Series USA y Chile:

n = (múltiplo de 4 ) + 1

16

Serie

nominal80 63 50 40 25 20 12,5 10 5 2,5 1,25 0,630 0,315 0,160

Serie

combinada

mm75 63 50 37,5 25 19 12,5 9,5 4,75 2,36 1,18 0,600 0,300 0,150

Norma chilena NCh165.Of09

2,5

TAMIZADOR PARA ÁRIDO FINO Y GRUESO

17

ANÁLISIS

Tamiz ASTM Masa Masa Masa Reten. Masa Q' Pasa

Recomienda

INN Retenida Retenida Acumulada Acumulada NCh 163' mm g % % %2 50

1 1/2 401 25

3/4 20

pulg

ASTM INN

Tamices

18

1/2 12,53/8 10Nº4 58 2,516 1,2530 0,6350 0,315100 0,16

TOTAL

Tamiz Retenida Retenida Ret. Acum. Que Pasa NCh 163ASTM g % % %

2 0 0 0 100 95-10011/2 1200 6 6 94

1 3600 18 24 76 35-703/4 40 24 48 521/2 3200 16 64 36 10-303/8 5000 25 89 11Nº4 1800 9 98 2 0-5

Mi = 20.000 g

4800

Nº4 1800 9 98 2 0-58163050100

TOTAL

19

19.6007,41

Tamiz Retenida Ret. Acum. Que Pasa NCh 163ASTM % % %

211/2

13/41/21/23/8 0 0 100 100Nº4 3 3 97 95-1008 7 10 90 80-10016 12 22 78 55-8030 21 43 57 25-6050 30 73 27 10-30100 18 91 9 2-10

TOTAL

20

GRAFICO DE GRANULOMETRÍA NCH 165 OF. 77

21

TIPOS GRANULOMÉTRICOS DE ÁRIDOS GRUESOS, NCH 163

% ACUMULADO QUE PASA PARA LOS SIGUIENTESTAMICES GRADOS (DEFINIDOS POR TAMAÑOS LIMITES EN mm)

(mm) 63-40 50-25 50-5 40-20 40-5 25-5 20-5 12,5-5 10-2,580 100 --- *) --- *) --- --- --- ---63 90-100 100 100 --- --- --- --- --- ---50 35-70 90-100 90-100 100 100 --- --- --- ---40 0-15 33-70 --- 90-100 90-100 100 --- --- ---25 --- 0-15 35-70 20-55 --- 90-100 100 --- ---

22

25 --- 0-15 35-70 20-55 --- 90-100 100 --- ---20 0-5 --- --- 0-15 35-70 --- 90-100 100 ---

12,5 --- 0-5 10-30 --- --- 25-60 --- 90-100 10010 --- --- --- 0-5 10-30 --- 20-55 40-70 90-1005 --- --- 0-5 --- 0-5 0-10 0-10 0-15 10-30

2,5 --- --- --- --- --- 0-5 0-5 0-5 0-101,25 --- --- --- --- --- --- --- --- 0-5

*) Los grados 50 – 5 mm corresponden a mezclas de los g rados 50 – 25 mm con 25 – 5 mm y El grado 40 – 5 mm corresponde a mezclas de los grados 40 – 20 mm con 20 – 5 mm.

“L“L oos s áridosáridos que no correspondan a que no correspondan a ninguno de los grados especficados en la ninguno de los grados especficados en la tabla, pueden ser empleadtabla, pueden ser emplead oos siempre que s siempre que las mezclas de prueba las mezclas de prueba de hormigones de hormigones

OBSERVACIÓNOBSERVACIÓN

las mezclas de prueba las mezclas de prueba de hormigones de hormigones preparadpreparad aas con ests con estoos s áridos,áridos, cumplan cumplan con los requisitos de las especificaciones con los requisitos de las especificaciones particulares de la obra”particulares de la obra”

23

TIPOS GRANULOMÉTRICOS DE ÁRIDOS FINOS NCH 163

% ACUMULADO QUE PASA PARA LOS SIGUIENTES TAMAÑOS Tamaños 1 2 3 4 5 6 7

Denomi-nación Muy Media o Media Muy Discon-

Tamices (mm)

Gruesa Gruesa Normal Gruesa Fina Fina tinua

10 100 100 100 100 100 100 100

24

10 100 100 100 100 100 100 1005 60-75 75-90 95-100 70-90 90-100 95-100 30-60

2,5 35-55 55-80 80-100 40-80 85-100 90-100 30-401,25 27-50 35-60 50-85 40-70 70-90 85-100 30-40

0,630 15-40 22-40 25-60 40-60 60-80 80-100 17-400,315 8-25 15-25 10-30 25-37 37-50 50-62 9-250,160 3-10 3-10 2-10 6-13 12-20 15-20 4-10

MF máx. 3,45 2,95 2,15 2,50 2,46 1,13 3,85MF mín. 4,52 3,98 3,38 3,79 3,60 1,80 4,80

Árido grueso (Grava + Gravilla)

GRANULOMETRÍAS MÁS USADAS EN:

Tamices % que pasa, en peso, para los siguientesempleados tamaños límites

ASTM 2" - # 4 1 1/2" - # 4 3/4" - # 4 2" - 1 " 1 1/2" - 3/4"2 1/2" 100 --- --- 100 ---

2" 90-100 100 --- 90-100 100

25

2" 90-100 100 --- 90-100 1001 1/2" --- 90-100 --- 33-70 90-100

1" 35-70 --- 100 0-15 20-553/4" --- 35-70 90-100 --- 0-151/2" 10-30 --- --- 0-5 ---3/8 --- oct-30 20-55 --- 0-5# 4 0-5 0-5 0-10 --- ---# 8 --- --- 0-5 --- ---

10-30

Árido fino (Arena)GRANULOMETRÍAS MÁS USADAS EN:

Tamices Empleados % que pasa(ASTM) en peso

3/8 100# 4 95-100

26

# 4 95-100# 8 80-100# 16 50-85# 30 25-60# 50 10-30#100 2-10

Árido combinado (árido grueso + árido fino)

GRANULOMETRÍAS MÁS USADAS EN:

Tamices % que pasa, en peso, para losempleados tamaños máximos indicados

ASTM 1 1/2" 3/4"1 1/2" 100 ---3/4" 60-80 100

27

3/4" 60-80 1003/8 40-61 90-100# 4 24-48 20-55# 8 15-37 0-15# 16 oct-28 ---# 30 6-19 0-5# 50 3-11 ---

# 100 2-5 ---MF = 6,40 a 5,11 MF = 5,90 a 5,25

10-28

Bandas granulométricas de ( G + gG + g), FF y (G + g + FG + g + F)

F

28

G + gG + g + FG + g + F

ÁRIDOS COMBINADOGRANULOMETRÍAS RECOMENDADAS PARA DOSIFICACIÓN

29

ÁRIDOS COMBINADOSGRANULOMETRÍAS RECOMENDADAS PARA DOSIFICACIÓN

30


31


32


33

Da = Tamaño máximo absoluto� Es el tamaño de la partícula correspondiente al

menor tamiz por el cual pasa el 100 %.

TAMAÑO MÁXIMO DEL ÁRIDOTAMAÑO MÁXIMO DEL ÁRIDO

Dn = Tamaño máximo nominal� Es el tamaño de la partícula correspondiente al

tamiz inmediatamente siguiente a aquel por el cual pasa el 100 %, Da. Si por éste tamiz pasa 90 % o menos, entonces Dn = Da

34

� Corresponde a un valor medio, es un índice que repr esenta a la granulometría por la distribución de frecuenci as de tamaño, con un número.

� Se aplica sólo a las mallas que tienen la progresión tienen la progresión geométrica de razón 2geométrica de razón 2

� OJO pivota, por lo que sólo varía su valor cuando v aría la posición de la curva granulométrica en sentido hori zontal,

MÓDULO DE FINURAMÓDULO DE FINURA

posición de la curva granulométrica en sentido hori zontal, no asi cuando gira sobre el punto de pivote.

a) MF = SUMA (%R.A.)/100

b) MF = [SUMA (Nº MALLAS x 100) - SUMA (%Q.P.)]/100

�� MF = SUMA (Nº MALLAS) - SUMA (%Q.P.)/100

35

Dibuje;

1. un gráfico semilog en Excel.2. una banda granulométrica de la NCh163.3. una curva que este adentro y otra que

TAREA 1:

3. una curva que este adentro y otra que este afuera de la banda del punto 2.

4. Calcule el MF a todas las curvas granulo -métricas (son 4) y los Dn y Da

36

MODULOMODULO

DISEÑO DE MEZCLAS DE ÁRIDOSDISEÑO DE MEZCLAS DE ÁRIDOSDISEÑO DE MEZCLAS DE ÁRIDOSDISEÑO DE MEZCLAS DE ÁRIDOSDISEÑO DE MEZCLAS DE ÁRIDOSDISEÑO DE MEZCLAS DE ÁRIDOSDISEÑO DE MEZCLAS DE ÁRIDOSDISEÑO DE MEZCLAS DE ÁRIDOS

TECNOLOGÍA DEL TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNHORMIGÓN

37

DISEÑO DE MEZCLAS DE ÁRIDOS

38

Tamiz % Q' Pasa % Q' Pasa % Q' Pasa % Q' PasaASTM A B C I1 1/2 100 100

1 86 753/4 100 54 651/2 94 40 553/8 82 22 50Nº4 76 8 40Nº 4 76 8 40100100Nº4 76 8 408 54 2 2816 30 100 0 2230 14 92 1550 5 38 8100 1 12 3MF 4,38 1,58 7,14 5,69

39

Nº 4 76 8 40

¿Qué porcentaje de arena tiene el árido A?¿Qué porcentaje de arena tiene el árido A?

100100

7171

3939

1818

77

11

3,643,64

ÁRIDOS - % QUE PASATAMIZ A B C D IG GAB IF FCD

2 100 100 1001 1/2 70 100 95 86

1 62 87 70 763/4 50 78 53 651/2 35 55 100 35 46 1003/8 5 22 98 20 14 100 994 1 10 90 100 3 6 97 958 75 90 90 8316 56 80 68 6830 25 66 43 46

40

30 25 66 43 4650 8 40 20 24

100 2 15 6 9MF 7.74 6.90 3.46 2.09 7.29 7.29 2.76 2.76

7,74 A + 6,9 B = 7.29 3,46 C + 2,09 D = 2.76A + B = 1 C + D = 1A = 0.46 C = 0.49B = 0.54 D = 0.51

A es una G+g, B es una G+g, C es un F, D es un F, IG es curva ideal de una G, GAB=0,46A+0,54B

IF es la curva ideal del F, FCD=0,49C+0,51D (G=grava, g=gravilla, G+g= grava+gravilla, F=arena)

Árido fino (Arena)GRANULOMETRÍAS MÁS USADAS EN:

Tamices Empleados % que pasa(ASTM) en peso

3/8 100# 4 95-100# 8 80-100

100

98

90

41

# 8 80-100# 16 50-85# 30 25-60# 50 10-30#100 2-10

68

43

20

6

3,38 –2,15

2,765

2,75Módulos de finura

TIPOS GRANULOMÉTRICOS DE ÁRIDOS GRUESOS, NCH 163

% ACUMULADO QUE PASA PARA LOS SIGUIENTESTAMICES GRADOS (DEFINIDOS POR TAMAÑOS LIMITES EN mm)

(mm) 63-40 50-25 50-5 40-20 40-5 25-5 20-5 12,5-5 10-2,580 100 --- *) --- *) --- --- --- ---63 90-100 100 100 --- --- --- --- --- ---50 35-70 90-100 90-100 100 100 --- --- --- ---40 0-15 33-70 --- 90-100 90-100 100 --- --- ---25 --- 0-15 35-70 20-55 --- 90-100 100 --- ---

42

25 --- 0-15 35-70 20-55 --- 90-100 100 --- ---20 0-5 --- --- 0-15 35-70 --- 90-100 100 ---

12,5 --- 0-5 10-30 --- --- 25-60 --- 90-100 10010 --- --- --- 0-5 10-30 --- 20-55 40-70 90-1005 --- --- 0-5 --- 0-5 0-10 0-10 0-15 10-30

2,5 --- --- --- --- --- 0-5 0-5 0-5 0-101,25 --- --- --- --- --- --- --- --- 0-5

*) Los grados 50 – 5 mm corresponden a mezclas de lo s grados 50 – 25 mm con 25 – 5 mm y

El grado 40 – 5 mm corresponde a mezclas de los grad os 40 – 20 mm con 20 – 5 mm.

VISUALIZACIÓN GRÁFICA

43

TAMIZ 40mm I AB Combinado

7,29 G + 2,76 F = 5,75 ASTM A - B G F 0,66G+0,34F

G + F = 1 2 --- --- 100 100

1 1/2 100 100 86 91

G = 0,66 1 --- --- 76 84

F = 0,34 3/4 60-80 70 65 77

1/2 --- --- 46 100 64

3/8 40-61 50 14 99 43

AJUSTE A LA BANDA DE ÁRIDO COMBINADO

G = 0.66 x 0.46 = A = 0.30 � 30%

44

3/8 40-61 50 14 99 43

4 24-48 36 6 95 36

8 15-37 26 83 28

16 10-28 19 68 23

30 6-19 13 46 16

50 3-11 7 24 8

100 2-5 4 9 3

MF 6,4-5,1 5,75 7,29 2,76 5,75

G = 0.66 x 0.46 = A = 0.30 � 30%

G = 0.66 x 0.54 = B = 0.36 � 36 %

F = 0.34 x 0.49 = C = 0.17 � 17 %

F = 0.34 x 0.51 = D = 0.17 � 17 %

100 %

¿EN QUÉ % SE MEZCLARÁN LA GRAVA Y LA GRAVILLA?

� En la tabla de granulometrías del árido grueso de la NCh 163, se indica que los tamaños 40 – 5 son una 40 – 5 son una composición de los tamaños 40 – 20 y 20 – 5

� 40 – 20 = Grava� 20 – 5 = Gravilla� 40 – 5 = Grava + Gravilla

45

¿Calculemos?¿Calculemos?

GRÁFICAMENTE SERÍA ESTA REPRESENTACIÓN ...

%Q.P.

46

Decomponiendo:Decomponiendo:

-A; Granula 40-20

-B; Granula 20-5 e

-Ideal; Granula 40-5

Formando:

-C; árido resultante de 0,52A+0,48B

Ideal

Combi

47

de 0,52A+0,48B

C = 0,66 F = 0,34

5,74

CURVA IDEAL DE GG EN 40 – 20 Y DE GG EN 20 – 5Y CURVA IDEAL DE (G + GG + G) EN 40 - 5

48

CURVA IDEAL DE FF Y CURVA IDEAL DE G + G + FG + G + FY LA CURVA RESULTANTE TOTALY LA CURVA RESULTANTE TOTAL

49

EJEMPLO:EJEMPLO:

DISEÑAR MEZCLA DE ÁRIDOSDISEÑAR MEZCLA DE ÁRIDOS

50

DISEÑAR MEZCLA DE ÁRIDOSDISEÑAR MEZCLA DE ÁRIDOS

Tamiz % Q' Pasa

% Q' Pasa

% Q' Pasa

% Q' Pasa

% Q' Pasa

% Q' Pasa

% Q' Pasa

% Q' Pasa

ASTM A B C I I1 1/2 100 100 100

1 86 75 753/4 100 54 65 651/2 94 40 55 55

CURSO: TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNCURSO: TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNTAREAA) COMBINAR LAS ARENAS A Y B DE MANERA QUE EL ÁRIDO FINO RESULTANTE (BAJO TAMIZ Nº 4) TENGA UN MF DE 2.8B) COMBINAR LA MEZCLA REAL RESULTANTE DE A) CON EL ÁRIDO C TAL QUE LA GRANULOMETRÍA DE LA MEZCLA SE AJUSTE A IIII.

1/2 94 40 55 553/8 82 22 50 50Nº4 76 8 40 408 54 2 28 2816 30 100 0 22 2230 14 92 15 1550 5 38 8 8100 1 12 3 3

5,69

51

DESARROLLOTamiz A A’ B D’’ D’

(A’+B)

D

(A+B)

C D’’+C D’+C D+C I

1 ½ 100 100 100 100 100

1 86 91 91 91 75

¾ 100 100 100 54 69 69 71 65

½ 94 97 96 40 55 60 61 55

52

3/8 82 92 89 22 45 48 47 50

Nº4 76 100 89 100 86 8 34 39 37 40

8 54 71 80 83 73 2 28 29 28 28

16 30 40 100 70 64 58 0 23 21 22 22

30 14 18 92 58 48 46 19 16 17 15

50 5 7 38 24 20 18 8 7 7 8

100 1 1 12 7 5 5 2 2 2 3

MF 4.38 3.63 1.58 2.8 2.8 3.25 7.14 5.72 5.69 5.69 5.69

57.0

43.0

1

8.258.138.4

==

=+=+

B

A

BA

BA

%67....................667.0

%1957.0..................

%1443.0333.0''

1``

69.514.7''8.2

====→==→=

=+=+

CC

Bx

AxD

CD

CD

1'

8.258.1'63.3

==+

=+BA

BA

%20'595.0334.0'

1'

69.514.7'8.2

==→==+

=+

AxD

CD

CD

53

405.0

595.0'

==

B

A

%67......................666.0

%13405.0.................

%20'595.0334.0'

====→==→=

CC

Bx

AxD

405.0

595.0'

1'

8.258.1'63.3

==

=+=+

B

A

BA

BA

%63.....................627.0

%15405.0................

%22595.0373.0

1

69.514.725.3

====→==→=

=+=+

CC

Bx

AxD

CD

CD

TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNTECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ÁRIDOSÁRIDOS

55

�� Seco al hornoSeco al horno : se obtiene sólo en el laboratorio a 110 ºC constante. Se compara por pesos, cuando el peso fin al es igual al peso anterior enfriado a temperatura ambiente, �� SECO

�� Seco al aireSeco al aire : se obtiene sólo en verano y es producto de la temperatura ambiente, la velocidad del viento y la humedad relativa. Es un estado “condicionado”

ESTADOS DE HUMEDAD

humedad relativa. Es un estado “condicionado”�� Saturado superficialmente secoSaturado superficialmente seco : se obtiene en

laboratorio. Es un estado límite no práctico. Se su merge por 24 h., se saca y se seca con un paño húmedo.

�� Húmedo mojadoHúmedo mojado : tiene todos sus poros saturados más una película de agua en la superficie.

57

ESTADOS DE HUMEDAD DE LOS ÁRIDOS

58

POROSIDAD Y ABSORCIÓN

HUMEDADES

59

Absorción en %� Contenido total de humedad interna de un

árido en condición sss� Medida de la porosidad del árido, porque absorberá

tanto como poros tenga y la porosidad determina la calidad del árido y por lo tanto del hormigón.

� Valores de absorción recomendados para áridos� Gruesos < 2 % � Finos < 3 %

� Se acepta para hormigonesPobres hasta 10 % de porosidad

Se acepta para hormigones� Pobres hasta 10 % de porosidad� Corrientes hasta 5 % de porosidad� Alta resistencia hasta 3 % de porosidad

Humedad en %� La humedad de un árido es importante para

determinar el agua libre conociendo la humedad tota l, la humedad seca y la humedad para condición sss.

60

SATURADO SUPERFICIALMENTE SECO, SSS

ARENAARENA

61

[ ]%100xP

PPab

S

SSSS −=

( ) [ ]%abhhl t −=

Humedad total:

Absorción:

Humedad libre:

[ ]%100xP

PPh

s

sht

−=

62

CompacidadCompacidad , mm; es la relación entre el volumen desólidos que tiene un material granular y el volumenaparente que ocupa.

Oquedad,Oquedad, hh; o cantidad de huecos, es el complemento dela compacidad, es decir el volumen de huecos por unidadde volumen aparente .

a

r

V

VCompacidad =

r

a

a

r

a

r

a

h

D

D

DP

DP

V

Vh

hm

V

VOquedad

−=−=−=

=+

=

111

1

a

r

V

VCompacidad =m =

h =

63

pimr

pipahma

a

r

r

a

r

a

VVV

VVVVV

V

V

D

Dm

D

Dh

+=

+++=

==−=1

poros accesibles

Volumen del recipiente = Va

probeta

64

Huecos = Vh

accesibles = Vpa

poros inaccesibles = Vpi Macizo = Vm

Al considerar los diversos tipos de huecos, aparece n las definiciones y conceptos de las distintas densidade s del material:

�� DENSIDAD DENSIDAD NETANETA, , ρρρρρρρρnn : se le llama a la masa de la unidad de volumen sin oquedades. Es decir a la masa del mater ial macizo sin los huecos interiores del grano, sean ac cesibles o no, y dividido por el volumen que lo contiene.

DENSIDADES DE LOS ÁRIDOS

o no, y dividido por el volumen que lo contiene.Se determina sobre el material finamente molido, ap licando vacío para extraer el aire atrapado. Este valor no es de interés en ésta tecnología.

65

ρρρρρρρρnn = M / Vm= M / Vm

�� DENSIDAD REAL, DENSIDAD REAL, ρρρρρρρρrr : se le llama a la masa de la unidad de volumen de los granos de material con sus poros inaccesibles.Se determina sobre granos enteros, saturados de agu a y aplicando técnicas similares a las que se emplean p ara la densidad absoluta.Este valor es fundamental en el estudio del hormigó n de cemento ya que reflejará la verdadera situación del material pétreo en la estructura interna del aglomerado.pétreo en la estructura interna del aglomerado.La densidad real es variable con el tamaño de la pa rtícula, con la calidad del macizo, % poros inaccesibles, et c. Los valores normales varían entre 2,4 y 2,9 kg/dm 3

Los granos más finos tienen una densidad real mayor , más cercana al valor de la densidad absoluta.

66

ρρρρρρρρrr = M / (Vm + Vpi)= M / (Vm + Vpi)

�� DENSIDAD APARENTE, DENSIDAD APARENTE, ρρρρρρρρaa : equivale a la masa de un volumen unitario en que se incluyen los huecos de l as partículas y los huecos de entre ellas. Este valor es eminentemente variable con el grado de compactación y humedad del material.Normalmante, en árido fino, se determina la densida d aparente del material seco y compactado y también e n los granos húmedos y sueltos (densidad natural de obra)

El valor de densidad aparente de material seco y co mpactado El valor de densidad aparente de material seco y co mpactado es ≈≈≈≈ 1,83 kg/dm3

El valor de la densidad aparente del material húmed o y suelto es ≈≈≈≈ 1,4 kg/dm3

67

ρρρρρρρρaa = M / (Vm + Vpi + Vh + Vpa)= M / (Vm + Vpi + Vh + Vpa)

ρρρρρρρρa a = M / Va= M / Va

� Aparece el fenómeno de esponjamientoesponjamiento el cual influye en la determinación de la densidad aparente, en estado húmedo y suelto.

� Veamos algunos datos del Río Maipo

ESPONJAMIENTO

Materiales húmedos y sueltos Kg/dm3

68

Verano 1,44

Otoño 1,38

Invierno 1,29

Primavera 1,39

Promedio 2 años 1,41

y sueltos Kg/dm3

� Valores del material seco correspondiente.En un recipiente de 1 dm3 se entra árido fino a p.e j. 4 % de humedad, luego esa cantidad de arena se extrae de e se recipiente, se seca a masa constante y ese valor se registra. Esto para que no influya la masa del agua (si se masara sin secar)

DATOS DE ARENAS DEL RÍO MAIPO

Humedad Densidad Humedad Densidad Se puede obtener que el esponjamiento

69

Humedad

%

Densidad

kg/L

Humedad

%

Densidad

kg/L

0 1,808 10 1,321

2 1,354 12 1,352

4 1,318 14 1,394

6 1,316 16 1,440

8 1,298

que el esponjamiento máximo es 39,3 % :

1,808/1,298 = 1,393

⇒⇒⇒⇒ E max. = 39,3 %

� Gráfico densidad vs humedad

SE PUEDE REPRESENTAR EL FENÓMENO DE ESPONJAMIENTO EN LA SIGUIENTE CURVA OBTENIDA DE UNA ARENA DEL RÍO MAIPO DE DN = Nº 4 (4,75 MM)ASTM O DE 5 MM NCH

1,81,9

2

dens

idad

kg/

dm3

70

11,11,21,31,41,51,61,71,8

humedad %

dens

idad

kg/

dm3

� El esponjamiento se puede calcular como el aumento de volumen con la fórmula;

1)( −=ahs

ascE

ρρ

ρρρρasc = densidad aparente seca y compactada

ρρρρahs = densidad aparente húmeda y suelta, descontada la humedad

71

ahs descontada la humedad

Muy útil para control de dosificación.

P.ej.: Dosis de F = 450 L de Arena Maipo;

EI = (1,83/1,29) – 1 = 41,9 %

EV = (1,83/1,44) – 1 = 27,1 %

∆∆∆∆ E ≈≈≈≈ 15 % ⇒⇒⇒⇒ 450 x 1,15 – 450 = 68 L

� La explicación de este fenómeno podría estar en la distribución del agua y el aire en el material. En el momento inicial, sin líquido libre (seco o sss), actuan fuerzas de gravedad en oposición a las fuerzas de fricción interna. Cuando aparece la fase líquida hay tensiones superficiales que se suman a las de roce. Al mojarla, desaparece el aire, desplazado por el mojarla, desaparece el aire, desplazado por el agua, desaparece la tensión superficial y el agua entra a colaborar con la compactación como lubricante, llegando la arena a un estado muy próximo al inicial.Esto da la posibilidad de medir rápidamente los valores de esponjamiento

72

FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL ESPOJAMIENTO

73

El esponjamiento es mayor en las arenas finas

FORMA PRÁCTICA DE DETERMINAR EL ESPONJAMIENTO

74

Tamiz % Q' Pasa % Q' PasaASTM A B1 1/2 100

1 583/4 181/2 63/8 4 100Nº4 1 848 7316 6430 4630 4650 14100 3

75

ρρρρρρρρ a 1.52 1.56 kg/L

ρρρρρρρρ r 2.65 2.73 kg/L

Ab 0.5 1.2 %ht 2.8 5.4 %E 0 18 %

MF 7,77 3,16

1 1/2 100 1001 75 83

3/4 62 731/2 34 543/8 15 100 41Nº4 2 95 308 88 2616 74 2230 46 1450 14 450 14 4100 3 1

Da kg/l 1,52 1,56Dr kg/l 2,65 2,73Ab % 0,5 1,2Ht % 2,8 5,4E % --- 25

76

ht = (Mh – Ms)/Ms � ht x Ms = Mh – Ms [kg]

Mh = Ms(1+ht) [kg]

abs = (Msss – Ms)/Ms � abs x Ms = Msss-Ms [kg]

Msss = Ms(1+abs) [kg]

(1)

(2)

(1)/(2)

77

ρrsss = ρrs (1+abs) [kg/L]

(1)/(2)

Mh/Msss = Ms (1+ht)/ Ms (1+abs) =

Mh = Msss(1+ht)/(1+abs) [kg]

Otras aplicaciones:

� Supongamos un cubo de lado a conteniendo 8 esferas de diámetro = a/2: (r = a/4)

COMPACIDADCOMPACIDAD

UN MATERIAL DE UN SOLO TAMAÑO DE GRANOS OCUPA SOLAMENTE UN 50 % DE SU VOLUMEN APARENTE. SU COMPACIDAD ES 50 %SU COMPACIDAD ES 50 %

333 )

4()(

44 aarV === πππ

78

a

338

33

2

1

64)

3

4(8

64)

3

4()

4(

3

4

3

4

aaV

aarV

esf

esf

≈=

===

π

πππ

Son 8 esferas

� Las 8 esferas ocupan casi la mitad del volumen aparente, lo que indica que hay tanto sólidos como huecos. Sin embargo esta es una situación muy especial y discutible ya que las partículas pueden disponerse de otra forma más favorable, puede cambiarse la forma de los granos y, también forma de los granos y, también habría que considerar las fuerzas de atracción de masa y otros factores que influyen en los granos finos que llevan a otros valores de compacidad.

P.ej.: cemento ρρρρr = 3,0 kg/dm 3 y ρρρρa = 1,3 kg/dm 3

79

� Un conjunto de granos de igual tamaño debe ser llenado por partículas menores. Para ello se debe estudiar la CANTIDAD Y DIMENSIÓN DEL CANTIDAD Y DIMENSIÓN DEL RELLENO.RELLENO.

� Tomamos un material BASE cuyos granos tienen un tamaño entre “d” y “d/2” y un RELLENO cuyas

LEYES DE LA COMPACIDADLEYES DE LA COMPACIDAD

un tamaño entre “d” y “d/2” y un RELLENO cuyas partículas tienen un tamaño inferior a “d/2” y mayor que “d/4”

� Al mezclar estas partículas y determinar su ρρρρa se podrá observar que ésta varía en función de las combinaciones de mezclas.

80

�� Primera Ley de la CompacidadPrimera Ley de la Compacidad

1,4

1,6de

nsid

ad a

pare

nte

kg/d

m3

81

1

1,2

dens

idad

apa

rent

e kg

/dm

3

100 80 60 40 20 0 BASE

0 20 40 60 80 100 RELLENO

� Se verifica con cualquier par de materiales monogranulares la siguiente PRIMERA LEY DE LA COMPACIDAD:“Se alcanza la máxima Compacidad de una “Se alcanza la máxima Compacidad de una mezcla binaria con mezcla binaria con sietesiete partes en partes en masamasa de de material BASE y material BASE y trestres partes de material de partes de material de RELLENO, aproximadamente”.RELLENO, aproximadamente”.

Material MONOGRANULAR es aquel que queda limitado entre un tamaño máximo y un mínimo que es la mitad del máximo. Esto tiene su origen en la serie que siguen las cribas normales en que se clasifican los áridos para hormigones de cemento.

82

� Una vez definida la cantidad óptima de RELLENO, se pueden orientar las experiencias a fijar el MEJOR TAMAÑO DEL RELLENO.MEJOR TAMAÑO DEL RELLENO.

� Hechas las pruebas correspondientes, se verifica la siguiente segunda Ley:

�� “Para una base monogranular de tamaño “d”, la “Para una base monogranular de tamaño “d”, la máxima compacidad se alcanza con un relleno máxima compacidad se alcanza con un relleno monogranular de dimensión de un dieciseisavo monogranular de dimensión de un dieciseisavo monogranular de dimensión de un dieciseisavo monogranular de dimensión de un dieciseisavo de “d” (d/16)de “d” (d/16)

� Se establece según el gráfico que el relleno entre d/16 y d/32 da un óptimo y se encuentra una solución discontinua, es decir una distribución de partículas en que no existe una serie de tamaños (tamices) en este caso entre d/2 y d/16

83

�� Segunda Ley de la CompacidadSegunda Ley de la Compacidad

1,4

1,6de

nsid

ad a

pare

nte

kg/d

m3

16

328

4

2

84

1

1,2

dens

idad

apa

rent

e kg

/dm

3

100 80 60 40 20 0 BASE

0 20 40 600 80 100 RELLENO

� Al considerar que la naturaleza entrega materiales contínuos, en la generalidad de los casos, se deben seguir las experiencias hasta que se encuentra una solución en la tercera Ley de la compacidad:

Tamices

3

3/2

3/4

3/8

4(3/16) compacidad:�� “Al mezclar composiciones “Al mezclar composiciones

binarias, compuestas de su BASE binarias, compuestas de su BASE con la cantidad correspondiente con la cantidad correspondiente de RELLENO óptimo, de RELLENO óptimo, se mantienese mantienela compacidad máxima”la compacidad máxima”

85

4(3/16)

8(3/32)

16(3/64)

30(3/128)

50(3/256)

100(3/512)

En resumen, hay una cantidad de relleno y una dimensión de relleno óptima y cuando estan bien proporcionados los pares BASE-RELLENO, se puede considerar que no existen pérdidas de compacidad de las mezclas.

� La compacidad depende de la granulometría y� Hay soluciones tanto contínuas como

discontinuas.discontinuas.La compacidad alta es favorecida por la forma regular de las partículas. Los granos de cantos rodados dan más altas compacidades que los materiales chancados.La compacidad se altera en forma importante por la humedad y por las fuerzas que se originan entre las partículas en los materiales finos.

86

� Interesa la superficie en que se va a repartir la cantidad de cemento disponible.

� Cada vez que se parte una piedra, aparece una nueva cara que debe ser “pintada” con pasta de cemento. Hay más superficie específica por unidad de masa en los materiales más finos.

SUPERFICIE ESPECÍFICA

unidad de masa en los materiales más finos.� La superficie específica de un granulado

corresponde a la suma del área total de las partículas que caben en una determinada masa.

� Generalmente se expresan en cm 2/g para los finos y en cm 2/kg para las arenas y áridos gruesos.

87

DETERMINACIÓN DEL NÚMERO N DE GRANOS QUE HAY EN EL KILOGRAMO .

( ) [ ]

( ) [ ]

( ) [ ]22

33

3

2

61

cmdNS

gVM

cmd

NV

r

π

ρ

π

=

=

=

88

( ) [ ]223 cmdNS π=

( ) [ ]

( ) [ ]gcmd

M

d

dMdNSeDe

kgunidd

MN

dN

MVDe

rr

rr

/66

3

/6

61

23

22

3

3

ρπρππ

πρπ

ρ

===

=⇒==

� Sean 1000 g de partículas de densidad real ρρρρr = 2.540 [kg/m 3] y diametro medio “d” [cm] .

� Este diámetro medio “d” puede ser establecido como el promedio aritmético o geométrico de los valores máximos y mínimo de dos mallas sucesivas de la serie normal.

� Las unidades de ρρρρ [kg/m 3]� Las unidades de ρρρρr [kg/m 3]

� Entonces Se = 6000/d Se = 6000/d ρρρρρρρρrr

89

Malla Aberturas

[cm]

Abertura

d [cm]

Se.

[cm2/g]

100 -50 0,0149 – 0,0297 0,0223 106

50 – 30 0,0297 – 0,0590 0,0444 53

30 - 16 0,0590 – 0,119 0,0890 27

16 - 8 0,119 – 0,238 0,1785 13

8 - 4 0,238 – 0,475 0,3565 7

?

90

8 - 4 0,238 – 0,475 0,3565 7

4 – 3/8” 0,475 – 0,951 0,7130 3

3/8” – 3/4” 0,951 – 1,90 1,4255 1,7

3/4” – 1 ½” 1,90 – 3,81 2,855 0,8

1 ½” – 3” 3,81 – 7,61 5,710 0,4

Para material de río, éstos valores se aumentan en 10 a 15 %Para material de río, éstos valores se aumentan en 10 a 15 %

Para material chancado, estos valores se aumentan e n 40 a 60 %Para material chancado, estos valores se aumentan e n 40 a 60 %

FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL

91

� Importa en las propiedades que le confiere al hormigón. Lo que se persigue es que se asemeje lo más posible a una esfera o cubo. Otra forma conducirá a problemas de trabajabilidad.

� Patículas alargadas exigirán mayor cantidad de agua para recuperar la trabajabilidad, ya que tienden a trabarse por su forma y rugosidad.

FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL

tienden a trabarse por su forma y rugosidad.� El aumentar la relación A/C, al agregar más agua,

dará como resultado una baja en la resistencia mecánica del hormigón, lo que se puede evitar aumentando el cemento para mantener constante la razón A/C. Obviamente esto constituye un costo adicional

92

� Las partículas alargadas o angulosas son más frágiles y por lo tanto el hormigón también lo será. Esta deficiencia que pueden tener estas partículas se debe a que luego de la chancadura pueden quedar con microfisuras internas que originan la grieta y luego la fractura. Además, en un ensayo de hormigón en compresión la forma alagada tiene poca en compresión la forma alagada tiene poca resistencia a la flexión, fallando por tracción.

� Entonces esta es la razón y no de que tengan menor resistencia a la compresión, ya que la roca original puede ser la misma para el árido de canto rodado o el chancado.

93

� La partícula alargada (y aguzada) tiende a orientarse horizontalmente y el agua en exceso tiende a subir a la superficie, pero si ésta encuentra un obstáculo en el camino se queda como “napa” bajo él, y cuando se evapora queda un hueco abajo, o sea no queda adherida la pasta al árido.

� Por lo tanto se tiene que a menos adherencia ⇒⇒⇒⇒

menor resistencia.� Sin embargo, la partícula angulosa o chancada

no es mala y al contrario es buena para elementos sometidos a flexotracción por su mayor adherencia por su rugosidad.

94

TEXTURA SUPERFICIAL DE LOS AGREGADOS.(NORMA B.S. 812: 1967)

Grupo Textura

Superficial

Características Ejemplos

1 Vítrea Franctura concoidal Pedernal negro, escoria, vítrea2 Lisa Desgastado por el agua, o liso

debido a la fractura de rocalaminada o de grano fino

Gravas, horsteno, pizarras, mármol,algunas reolitas

3 Granular Fractura que muestra granos más omenos uniformemente

Arenisca, oolita

95

menos uniformementeredonddeados.

4 Aspera Fractura áspera de roca con granosfinos o medianos que contienenconstituyentes cristalinos nofácilmente visibles

Basalto, felsita, pórfido, caliza

5 Cristalina Contiene constituyentes cristalinosfácilmente visibles

Granito, gabro, gneis

6 Apanalada Con poros y cavidades visibles Ladrillo, pómez, escoria espumosa,clinker, arcilla expandida

�� La clasificación de la textura superficial La clasificación de la textura superficial se basa en el grado en que la superficie se basa en el grado en que la superficie de una partícula es pulida o mate, suave de una partícula es pulida o mate, suave o áspera.o áspera.

CLASIFICACIÓN POR TEXTURA, USA

o áspera.o áspera.

�� La estimación visual de la aspereza es La estimación visual de la aspereza es bastante confiablebastante confiable...

96

� La forma de las partículas desempeña un efecto importante sobre las propiedades del hormigón. Se ha hecho referencia a la compacidad y a la superficie específica de partículas ideales esféricas. El factor de forma es el nexo entre esto y la realidad. Por ello se puede decir del mismo

FORMA DE GRANOS

y la realidad. Por ello se puede decir del mismo modo que son la dimensión , las irregularidades , las rugosidades de las partículas , las que, por medio de la compacidad y superficie específica , determinan resistencias , docilidad , permeabilidady otras características de los hormigones.

97

� Las piedras de formas irregulares son consideradas como defectuosas y pueden ser toleradas solamente en paqueñas cantidades.

� En las arenas, se hace más difícil la definición de la forma que en las gravas. Generalmente se aplican conceptos cualitativos y se recomienda evitar el uso de arenas de granos de formas irregulares o angulosas.irregulares o angulosas.

� Los defectos de formas de granos se convierten en dificultad de colocación y éste se trata de compensar con exceso de finos (arena y cemento) y agua, lo que disminuye la resistencia y aumenta las deformaciones por contracción

98

� El Coeficiente Volumétrico proporciona una idea de la regularidad de las partículas. Es una relación entre el volumen “v” de la partícula y el volumen V de la esfera circunscrita.

COEFICIENTE VOLUMÉTRICO

3

= dV

π

99

d

1

6

≤=

=

∑∑

V

vCV

dV

π

� La medición se hace sobre un conjunto de piedras en estado sss (aprox 20 unidades para Dn de 20 a 50 mm) por dezplazamiento en agua para determinar el volumen total = y por medida directa para el volumen de las esferas circunscritas =

� Recomendaciones:

∑v

∑V

Hormigón CV CVDn g

80 1500

100

Hormigón CV CV

Grava Gravilla

Armado ≥≥≥≥ 0,20 ≥≥≥≥ 0,15

En Masa ≥≥≥≥ 0,15 ≥≥≥≥ 0,12

80 1500

40 500

20 250

Los granos en forma de plaqueta; CV Los granos en forma de plaqueta; CV ≈≈≈≈≈≈≈≈ 0,070,07

Los granos en forma aguzada; CV Los granos en forma aguzada; CV ≈≈≈≈≈≈≈≈ 0,0010,001

Grava de río;Grava de río; CV CV ≥≥≥≥≥≥≥≥ 0,40,4

Consiste en establecer una relación entre las proporciones de las aristas de una piedra.

� En Francia recomienda el uso de áridos ≈≈≈≈ esfera o por lo menos próximo al cubo.

� Estas exgencias se pueden aproximar a la desigualdad; L + A ≤≤≤≤ 6E

COEFICIENTE DE FORMA

desigualdad; L + A ≤≤≤≤ 6E� Generalmente se especifica

que no exista más de 20 % de granos fallados

101

LA

E

En Alemania se trabajan con las relaciones L/A y E/A;

� Grano plano E/A < 0,5� Grano largo L/A > 1,5� La parte de los granos no aptos no debe exceder

en lo posible al 50 % del peso total. Se exige que el promedio de 25 granos , mayores que 8 mm, no el promedio de 25 granos , mayores que 8 mm, no resulte largo o plano.

102

CLASIFICACIÓN DE LA FORMA DE LAS PARTÍCULAS, SEGÚN LA NORMA B.S. 812: 1967

Clasificación Descripción Ejemplos

Redondeadas Totalmente desgastada por el agua ocompletamente limada porfrotamiento

Grava de río o playa; arena deldesierto, playa y acarreada por elviento.

Irregular Irregularidad natural, o parcialmentelimada por frotamiento y con orillasredondeadas

Otras gravas, pedernales del suelo ode excavación

Escamosa Material en el cual el espesor esRoca laminada

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Escamosa Material en el cual el espesor espequeño en relación a las otras dosdimensiones

Roca laminada

Angular Posee orillas bien definidas que seforman en la interssección de carasmás o menos planas.

Rocas trituradas de todos tipos;taludes detríticos, escoria triturada.

Elongadas Material normalmente angular, en elcual la longitud es considerablementemayor que las otras dos dimensiones.

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Escamosa yElongada

Material cuya longitud esconsiderablemente mayor que elancho, y éste considerablementemayor que el espesor.

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CLASIFICACIÓN FORMA DE PARTÍCULAS, USA

Muy Muy redondasredondas

Sin caras originalesSin caras originales

RedondasRedondas Casi sin carasCasi sin caras

Sub Sub Desgaste considerable, caras Desgaste considerable, caras

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Sub Sub redondasredondas

Desgaste considerable, caras Desgaste considerable, caras de área reducidade área reducida

Sub angularSub angular Algún desgaste, pero caras Algún desgaste, pero caras intactasintactas

AngularAngular Pocas señales de desgastePocas señales de desgaste

Este ensayo es aplicable sólo a los áridos finos y consiste en tratar una muestra de ensayo con una solución de hidróxido de sodio y comparar la coloración obtenida con la coloración de una solución tipo, de ácido tánico.

REACTIVOS:Solución AT: Se debe preparar una solución de

DETERMINACIÓN DE LA PRESENCIA DE IMPUREZAS ORGÁNICAS

� Solución AT: Se debe preparar una solución de ácido tánico al 2%, esto se logra disolviendo 2 g. de ácido tánico en una mezcla de 90 cm³ de agua destilada y 10 cm³ de alcohol de 95%.

� Solución HS: Se debe preparar una solución de hidróxido de sodio al 3%, esto se logra disolviendo 30 g. de hidróxido de sodio en 970 g. de agua destilada .

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Ahora prepara la solución tipo de ácido tánico de 500 ppm, para ello se mezclan las siguientes cantidades: 2.5 cm³ de solución AT con 97.5 solución AT con 97.5 cm³ de solución HS, estas se agitan y se dejan reposar por 24 horas.

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Procedimiento:� En un frasco traslúcido de 250 a 300 ml, debes

colocar 200 g. de la muestra de arena junto con 100 ml de la solución de hidróxido de sodio al 3% (HS). Luego agitas el frasco y dejas en reposo el conjunto durante 24 horas.

� Al cabo de este tiempo, debes comparar la

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� Al cabo de este tiempo, debes comparar la coloración resultante del frasco que contiene arena con el color de la solución tipo (AT) preparada simultáneamente o con una escala de colores según la norma ASTM C 40.

Las arenas aptas presentan una coloración Las arenas aptas presentan una coloración menos intensa que la de la solución tipo.menos intensa que la de la solución tipo.

� Es uno de los conceptos físicos dificiles de definir en su valor real.

� Aproximadamente se puede decir que es la capacidad de resistir las solicitaciones mecánicas. El material debe tener una estructura capaz de soportar los esfuerzos que se originan en solicitaciones internas y/o externas

TENACIDAD O ROBUSTEZ ESTRUCTURALTENACIDAD O ROBUSTEZ ESTRUCTURAL

en solicitaciones internas y/o externas� Se realizan mediciones en diversas formas;

pruebas sobre la roca original, en gravas o arenas, pruebas de compresión, tracción o cizalle, pruebas de atricción, pruebas de dureza en variadas formas, pruebas en forma estática o dinámica, pruebas sobre los materiales secos o mojados, etc.

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� En resumen, se debería tener una determinación de l a robustez del material de acuerdo con las condicione s particulares en que se deberá prestar servicio.

� Hay incertidumbre en la interpretación de los ensay os y en la necesidad misma de la robustez estructural. La partícula actúa como parte de un conjunto, está confinada, apoyada por el material vecino.

� Es difícil pronunciarse sobre si es más favorable disponer de una partícula dura, altamente resistent e, disponer de una partícula dura, altamente resistent e, o una que, siendo más blanda, colabora en forma más efectiva por medio de una mejor adherencia y similitud de deformación con el ambiente que la rodea. Una piedra que se deforma igual que el mortero vecino, es un mejor repartidor de carga y puede tener un resultado mejor que el de una piedra dura, que hace el papel de una cuña sobre el morter o.

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� Faury informa de la confección de hormigones de cemento con 350 kg/cm2 de resistencia cúbica a la compresión, con una dosis normal de cemento, hecho con gravas de resistencia de 100 kg/cm2.

� Los áridos de baja robustez estructural producen morteros y hormigones de muy baja resistencia al desgaste. Se les puede usar en hormigón armado, pero no son recomendables para armado, pero no son recomendables para pavimentos. Sus granos son porosos, por lo que tienen una alta absorción de agua y son, por lo tanto, muy débiles frente a bajas temperaturas (ciclo hielo-deshielo)

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ENSAYO DE DESGASTE LOS ANGELESENSAYO DE DESGASTE LOS ANGELES

� Para determinar la resistencia al desgaste de los áridos. Es un tambor que gira a determinada rpm y luego de un tiempo se luego de un tiempo se saca y se masa. Por diferencia de masadas se obtiene la pérdida por masada del material .

� Ver NCh 1369, ASTM C131, ASTM C535

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� Existen muchos métodos para llegar a determinarla, sin embargo no existe uno satisfactorio.

� Se sacan muestras cilíndricas desde las rocas de or igen, se cortan en cubos de 5 cm de arista y se ensayan a la compresión. En los casos en que existe muchos orige nes de rocas, se sacan muchas muestras y se ensayan.

� Se fabrica un hormigón con árido conocido de buena

RESISTENCIA MECÁNICA

Se fabrica un hormigón con árido conocido de buena calidad bien controlado a modo de patrón y otro con las mismas características, salvo el árido. Al tener am bos hormigones la misma edad e iguales condiciones de maduración, puede inferirse la resistencia mecánica del árido comparando la resistencia del hormigón.

� Se le exige a la roca Rc ≈≈≈≈ 700 a 800 kg/cm2. Si acaso la roca tiene Rc ≥≥≥≥ 800 kg/cm2 no hay motivo de preocupación porque la pasta dificilmente sobrepasa los 700 kg/c m2.

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RESISTENCIAS TÍPICAS DE DIFERENTES TIPOS DE ROCA

Roca Resistencia kg/cm2

Mármol 1150

Arenisca 1350

Gneiss 1500

Caliza 1650

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Caliza 1650

Esquisto 1750

Granito 1850

Cuarcita 2700

Basalto 2900

Felsita 3300

� Para obtener hormigón de buena calidad hay que emplear áridos de buena calidad física, pero además es necesario que sean químicamente inertes frente al cemento, agua y a la acción del ambiente de servicio. Al grano se adhieren impurezas como sales, materias orgánicas,

CONTENIDO DE IMPUREZAS

impurezas como sales, materias orgánicas, películas de aceite. Estas interfieren en el proceso normal de fraguado del cemento, pueden ser solubles y dejar oquedades y/o interferir físicamente en el contacto árido-cemento. Esta interferecia física proviene generalmente de compuestos expansivos y/o impermeables.

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� Las arcillas las consideramos como una impureza físico-química, su efecto es netamente físico, pero son determinantes las propiedades de actividad físico-química del material. Estas partículas que son muy finas producen una baja en la adherencia por efecto de la película que se adhiere a la superficie de la piedra. Al tener mayor demanda de agua produce retracciones en el hormigón.el hormigón.

� Las normas establecen un límite de contenido de material fino, más fino que el tamiz ASTM Nº 200 (0,074 mm), de 5 %. Pero,

�� En hormigones para pavimentos < 3 %En hormigones para pavimentos < 3 %�� Hormigón sometido a desgaste; G < 0,5 % y F < 3,0 %Hormigón sometido a desgaste; G < 0,5 % y F < 3,0 %�� Para todo otro hormigón; G < 1,0 % y F < 5,0 %Para todo otro hormigón; G < 1,0 % y F < 5,0 %

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� Las arcillas se pueden identificar claramente por su color o bien tomar arena, se apreta, si se pega en la mano ��contiene arcilla. También se puede aprisionar entre los dedos de manera que si no cruje �� contiene arcilla.

� Se puede, en general determinar el % de finos por lavado y verificar que sea < 5 %.

� También se suele hacer el ensayo de Equivalente de arena, el que permite obtener el % de arena real contenido en la muestra, debe ser > 80%de arena, el que permite obtener el % de arena real contenido en la muestra, debe ser > 80%

� En general se rechazan las arenas que contienen arcilla.

� En casos muy especiales se deja la arcilla p. ej. cuando tiene propiedades aglomerantes y hay poco cemento en el hormigón y no se adhiere a los granos de arena.

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� El problema se concentra en los cloruros los que at acan al acero del hormigón armado, produciendo corrosión electroquímica. La presencia de cloruro en el hormig ón ��formación de pilas que establecen una diferencia de potencial permitiendo una circulación de corriente que produce la oxidación. Se produce óxido de fierro y no cloruro de fierro .La película de óxido que rodea la barra de acero va

SAL EN LOS ÁRIDOSSAL EN LOS ÁRIDOS

� La película de óxido que rodea la barra de acero va creciendo, o sea, va aumentando su espesor producie ndo un gran empuje a todo lo que le rodea. Se puede det erminar facilmente si en una armadura hay corrosión ya que se observa manchas que van a lo largo de toda la dispo sición de la armadura.

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SAL = Cloruro de sodio = Na ClSAL = Cloruro de sodio = Na Cl

� En muelles se corroe sobre la superficie del agua y no bajo el nivel del agua. Bajo el agua el hormigón es ta saturado de ella, sobre el agua, sucede que la ola deja sales (cloruros) y al evaporarse el agua la concentración va aumentando lo que causa mayor corrosión.

� La camanchaca lleva sales con la humedad y la deposita en todas partes.

� El problema es serio y se debe entonces solucionar, por lo que se recurre a la prevención. Una alternat iva, por lo que se recurre a la prevención. Una alternat iva, aunque de alto costo es emplear aceros inoxidables.

� El recubrimiento del hormigón es una buena alternativa, para ello deberá ser NO POROSO. Con ayuda de resinas o pinturas mejora el problema cortando la corrosión un alto % o al menos la contr ola por un buen tiempo, proporcionando mayor durabilidad y vida útil al hormigón y por lo tanto a la estructura.

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Hormigón armado NCh 163 1.20 kg/m³Hormigón pretensado 0.25 kg/m³

� Pueden haber áridos inertes o reactivos. Los áridos reactivos reaccionan con el cemento.

� La actividad química del árido con los álcalis del cemento produce, como manifestación externa, dilataciones y agrietamientos del hormigón tales que producen rompimiento.

ÁRIDOS REACTIVOSÁRIDOS REACTIVOS

que producen rompimiento.� Los áridos reactivos más conocidos son entre

otros el Ópalo (sílice hidratada amorfa), pequeñas cantidades de sílice opalina han provocado dilataciones excesivas y relativamente rápidas. Otras son C alcedonia, Cristobalita, etc.

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� Para que se produzca este fenómeno deben cumplirse tres condiciones;� Áridos especialmente reactivos,� Cemento con exceso de álcalis, y� Un ambiente cálido y húmedo

� Los álcalis del cemento (K 2O y Na2O) se limitan, para estos, casos a 0,5 o 0,6 %. Esto es, expresado como Na2O; (Na2O – 0,658 K2O < 0,6%). El valor 0,658 es la Na2O; (Na2O – 0,658 K2O < 0,6%). El valor 0,658 es la relación entre los pesos moleculares de Na 2O y K2O

� Se manifiesta en que cierran las juntas de hormigonado, se pandean elementos esbeltos, se atascan compuertas. La no alineación de ejes puede deberse a expansión de fundaciones.

� Se pueden reconocer por ser grietas anchas y poco profundas.

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� Puede prevenirse un desastre;� Observando los hormigones de obras de la zona

(porque siempre hay algo construído)� Verificando un diagnóstico positivo por un estudio

petrográfico� Hacer un análisis de reactividad potencial, el ensa yo

químico acelera la reacción álcali-árido, lo que se logra aumentando la agresividadagresividad , la temperaturatemperatura y la sensibilidad de observación. sensibilidad de observación. Se suele moler fino pues la sensibilidad de observación. sensibilidad de observación. Se suele moler fino pues la reacción comienza por la superficie del grano.

� Se hace una comprobación final por control de deformaciones en un mortero confeccionado con áridos en estudio y cementos que posiblemente se usarán en la obra. Este estudio es de larga duración, se hacen mediciones a 6 y 12 meses.

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SIGNIFICADO DE LOS RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS SIGNIFICADO DE LOS RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS PRACTICADOS A LOS ÁRIDOS PARA HORMIGÓNPRACTICADOS A LOS ÁRIDOS PARA HORMIGÓN

El análisis que se hace a los áridos tiene dosgrandes objetivos :a) Obtener parámetros para el diseño de la mezcla yb) Caracterizar el árido en estudio para el control de recepc ión

y el control para el uso.

EntreEntre loslos parámetrosparámetros necesariosnecesarios parapara elel diseñodiseñoEntreEntre loslos parámetrosparámetros necesariosnecesarios parapara elel diseñodiseñodede lala mezclamezcla estánestán:

� Granulometría� Tamaño máximo nominal� Absorción� Densidad aparente� Densidad real

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Por otro lado el árido quedacaracterizado por:

Propiedades para el control de recepción .

� Granulometría� Material fino < 200 ASTM (0.080 mm NCh)� Impurezas orgánicas

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� Otros que se indiquen expresamente en laespecificación particular de la obra, conel fin de controlar:

� Propiedades críticas de un árido determinadaspor factores locales.

� Propiedades requeridas para obtener hormigonesde características especiales.

Y

PropiedadesPropiedades parapara elel controlcontrol parapara elel usouso ::

� Granulometría� Densidad� Absorción� Huecos

Humedad y

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� Humedad y� Esponjamiento

PRUEBA DE ÁRIDOS EL …PRUEBA DE ÁRIDOS EL …

FinFináridosáridos

125

áridosáridos

PRUEBA LA PRÓXIMA HORA DE CLASES

02-Áridos para ho

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