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AGREGADOSTECNOLOGIA DEL CONCRETOAntiguamente se deca que los agregados eran elementos inertes dentro del concreto ya que no intervenan directamente dentro de las reacciones qumicas, la tecnologa moderna se establece que siendo este material el que mayor % de participacin tendr dentro de la unidad cbica de concreto sus propiedades y caractersticas diversas influyen en todas las propiedades del concreto.La influencia de este material en las propiedades del concreto tiene efectos importante no slo en el acabado y calidad final del concreto sino tambin sobre la trabajabilidad y consistencia al estado plstico, as como sobre la durabilidad, resistencia, propiedades elsticas y trmicas, cambios volumtricos y peso unitario del concreto endurecido.INTRODUCCIONLa norma de concreto E-060, recomienda que ha pesar que en ciertas circunstancias agregados que no cumplen con los requisitos estipulados han demostrado un buen comportamiento en experiencias de obras ejecutadas, sin embargo debe tenerse en cuenta que un comportamiento satisfactorio en el pasado no garantiza buenos resultados bajo otras condiciones y en diferentes localizaciones, en la medida de lo posible debern usarse agregados que cumplan con las especificaciones del proyecto.Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometra variable. El concreto es un material compuesto bsicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados:Se define como agregado al conjunto de partculas inorgnicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones estn comprendidas entre los lmites fijados en la NTP 400.011.Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que estn embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cbica de concreto.Los agregados son materiales inorgnicos naturales o artificiales que estn embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros).CONCEPTOLos agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaos de partcula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partculas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamao mximo de agregado que se emplea comnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya que representan el 80-90% del peso total de concreto, por lo que son responsables de gran parte de las caractersticas del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.

La pasta cementicia (mezcla de cemento y agua) es el material activo dentro de la masa de concreto y como tal es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumtricas y durabilidad del concreto. Es la matrizque une los elementos del esqueleto granular entre s.

Cada elemento tiene su rol dentro de la masa de concreto y su proporcin en la mezcla es clave para lograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia, durabilidad y economa.

Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son:

1. POR SU NATURALEZA:Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente, adems los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino y hormign (agregado global).a. El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N 200, el ms usual es la arena producto resultante de la desintegracin de las rocas.b. El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N4 y proviene de la desintegracin de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.c. El hormign, es el material conformado por una mezcla de arena y grava este material mezclado en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera.CLASIFICACION

2. POR SU DENSIDAD:Se pueden clasificar en agregados de peso especifico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos especficos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos pesos especficos son mayores a 2.753. POR EL ORIGEN, FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL:Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geomtrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En trminos descriptivos la forma de los agregados pueden ser:

Angular: Poca evidencia de desgaste en caras y bordes.Sub angular: Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes.Sub redondeada: Considerable desgaste en caras y bordes.Redondeada: Bordes casi eliminados.Muy Redondeada: Sin caras ni bordes

NORMATIVIDADEspecificaciones de ASTM C-33 Las normas ASTM C-33 indican de forma detallada cmo hacer hormign o elementos que deben agregarse al concreto para prepararlo y usarlo. Los agregados tratados en la norma son tanto finos como gruesos. Los agregados finos estn definidos como arena natural, arena elaborada o una combinacin de ambas. Los agregados gruesos se definen como grava, grava triturada, piedra triturada, escombros horneados y enfriados por aire, hormign triturado de cemento hidrulico o una combinacin de estos elementos.ClasificacinLa especificaciones C-33 definen los grados de calidad tanto para los agregados finos como los gruesos utilizados en el hormign. El contratista que utiliza el hormign, el proveedor o cualquier otro comprador puede solicitar pruebas de las especificaciones que se cumplieron para determinar la calidad del hormign que est comprando. Algunos tipos de trabajo y trabajos en regiones particulares pueden requerir lmites an ms estrictos.

Especificaciones de proyectoLas normas C-33 pueden utilizarse cuando un usuario solicita o pide una mezcladora de concreto, por lo que el comprador puede especificar el tamao, calidad total y otras cualidades de clasificacin especficas.Sustancias perjudicialesASTM C-33 establece los lmites sobre sustancias perjudiciales o nocivas de agregado de concreto fino. Por ejemplo, hay lmites en la cantidad de terrones de arcilla y partculas (piezas pequeas de agregado que se descomponen fcilmente). stas se limitan a 3,0 por ciento o menos de la masa total. El agregado extremadamente ligero tambin se limita a 3,0 por ciento o menos de la masa total, y el carbn y lignito se limitan a 5,0 por ciento o menos. Cualquiera de estos elementos puede hacer que el concreto pierda fuerza y se deteriore de forma ms rpida.

Tamaos y montosLa norma C-33 permite a cada usuario de concreto tener una medida para ordenar y precisar los tipos de agregados para determinados usos del concreto. El documento C-33 contiene las instrucciones de pedido, cuadros que contienen sustancias perjudiciales para diferentes climas atmosfricos, los requisitos de clasificacin de los agregados y otras especificaciones. Estas normas permiten que cualquiera que compre concreto posea un mtodo uniforme para determinar las impurezas y agregados en el hormign.El agregado dentro del concreto cumple principalmente las siguientes funciones:

a. Como esqueleto o relleno adecuado para la pasta (cemento y agua), reduciendo el contenido de pasta en el metro cbico.b. Proporciona una masa de partculas capaz de resistir las acciones mecnicas de desgaste o de intemperismo, que puedan actuar sobre el concreto.c. Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento, de humedecimiento y secado o de calentamiento de la pasta.

FUNCIONES EN EL CONCRETOLos agregados finos son comnmente identificados por un nmero denominado Mdulo de finura, que en general es ms pequeo a medida que el agregado es ms fino. La funcin de los agregados en el concreto es la de crear un esqueleto rgido y estable lo que se logra unindolos con cemento y agua (pasta). Cuando el concreto est fresco, la pasta tambin lubrica las partculas de agregado otorgndole cohesin y trabajabilidad a la mezcla.

Para cumplir satisfactoriamente con estas funciones la pasta debe cubrir totalmente la superficie de los agregados Si se fractura una piedra, como se observa en la figura, se reducir su tamao y aparecern nuevas superficies sin haberse modificado el peso total de piedra.

Por la misma razn, los agregados de menor tamao tienen una mayor superficie para lubricar y demandarn mayor cantidad de pasta. En consecuencia, para elaborar concreto es recomendable utilizar el mayor tamao de agregado compatible con las caractersticas de la estructura.La textura del material, dice que tan lisa o rugosa es la superficie del material es una caracterstica ligada ala absorcin pues agregados muy rugosos tienen mayor absorcin que los lisos adems que producen concretos menos plsticos

Los agregados finos y gruesos ocupan comnmente de 60% a 75% del volumen del concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente en las propiedades del concreto recin mezclado y endurecido, en las proporciones de la mezcla, y en la economa. Los agregados finos comnmente consisten en arena natural o piedra triturada siendo la mayora de sus partculas menores que 5mm. Los agregados gruesos consisten en una grava o una combinacin de grava o agregado triturado cuyas partculas sean predominantemente mayores que 5mm y generalmente entre 9.5 mm y 38mm. Algunos depsitos naturales de agregado, a veces llamados gravas de mina, ro, lago o lecho marino. El agregado triturado se produce triturando roca de cantera, piedra bola, guijarros, o grava de gran tamao. La escoria de alto horno enfriada al aire y triturada tambin se utiliza como agregado grueso o fino.

El esqueleto granular est formado por los agregados que son elementos inertes, generalmente ms resistentes que la pasta cementicia y adems econmicos. Por lo tanto conviene colocar la mayor cantidad posible de agregados para lograr un concreto resistente, que no presente grandes variaciones dimensionales y sea econmico.

Pero hay un lmite en el contenido de agregados gruesos dado por la trabajabilidad del concreto. Si la cantidad de agregados gruesos es excesiva la mezcla se volver difcil de trabajar y habr una tendencia de los agregados gruesos a separarse del mortero (segregacin). Llegado este caso se suele decir que el concreto es "spero", "pedregoso" y "poco dcil".

En el concreto fresco, es decir recin elaborado y hasta que comience su fraguado, la pasta cementicia tiene la funcin de lubricar las partculas del agregado, permitiendo la movilidad de la mezcla. En este aspecto tambin colabora el agregado fino (arena).

La arena debe estar presente en una cantidad mnima que permita una buena trabajabilidad y brinde cohesin a la mezcla. Pero no debe estar en exceso porque perjudicar las resistencias.

Se debe optimizar la proporcin de cada material de forma tal que se logren las propiedades deseadas al mismo costo.

El concreto reciclado, o concreto de desperdicio triturado, es una fuente factible de agregados y una realidad econmica donde escaseen agregados de calidad.

Los agregados de calidad deben cumplir ciertas reglas para darles un uso ingenieril optimo: deben consistir en partculas durables, limpias, duras, resistentes y libres de productos qumicos absorbidos, recubrimientos de arcilla y otros materiales finos que pudieran afectar la hidratacin y la adherencia la pasta del cemento. MODULO DE FINEZAndice aproximado del tamao medio de los agregados.El modulo de fineza se calcula sumando los porcentajes acumulativos retenidos en las mallas: 3, 1 , , N 4, N 8, N 16, N30, N 50 y N 100, dividiendo entre 100.MALLAS% RETENIDO% RET. ACUMULADO% QUE PASA ACUMULADO3/800100N 466948131981162645553035802050149461001955Modulo de fineza=3.39Para el caso de las arenas se puede calcular sumando los porcentajes que pasa acumulativo sin considerar la malla 3/8, y restando el valor de 600.

Segn la ASTM:

Las arenas no deben de tener un modulo de fineza no menor de 2.3 ni mayor de 3.1.

2.2 2.8 concretos de buena trabajabilidad.2.8 3.4 concretos de alta resistencia. 19MODULO DE FINEZA COMBINADOPara calcular el modulo de fineza de los materiales combinados se debe realizar el siguiente procedimiento:

Calcular el modulo de fineza de los materiales por separado.Calcular el factor de cada uno de ellos.El modulo de fineza combinado ser la sumatoria de los productos de los factores indicados por el modulo de fineza de cada material.

EJEMPLO:Calcular el modulo de fineza combinado a partir de los siguientes datos:

DescripcinA. finoA. gruesoPeso Especifico2.6 gr/cm32.8 gr/cm3Peso Seco670 kg1150 kg

AGREGADO GRUESOAGREGADO FINO

Luego:

TAMAO MAXIMO DE AGREGADOSEl tamao mximo del conjunto de agregados esta dado por la abertura de la malla inmediata superior a la que retiene el 15% o mas al tamizar por ella el agregado grueso.

Ejemplo:

La malla que retiene el 15% esta entre la malla 1 y , y por definicin el tamao mximo es de 1 pulgada.