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Agregados para Concreto Ing. Sergio Aragón Centro Tecnológico del Concreto

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Agregados para Concreto

Ing. Sergio Aragón

Centro Tecnológico del Concreto

2

Holcim Group Support

31%

32%2%

20%

15%

Composición del concreto

Agua

Agregado Grueso

Aire

Agregado Fino

Cemento

3

Holcim Group Support

Costo del concreto

68%2%

15%

15%

Agua

Agregado Grueso

Agregado Fino

Cemento

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Holcim Group Support

Agregados para concreto- Definición

� Material granular natural o artificial:

� Arena� Grava o piedra triturada� Concreto hidráulico triturado� Escoria

el cual es mezclado con cemento y agua para producir concreto o mortero

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Holcim Group Support

Agregados para concreto- Requisitos

� El agregado debe estar constituido por partículas limpias duras resistentes y durables , que desarrollen buena adherencia con la pasta de cemento, libres de recubrimientos de arcilla y de impurezas que interfieran el desarrollo de la resistencia del cemento.

� En todo concreto correctamente dosificado las partículas de agregado deben estar recubiertas con pasta.

� La calidad del concreto depende de la calidad de la pasta, del agregado y de la unión entre los dos.

6

Holcim Group Support

Agregados para concreto- Requisitos

� Se deben evitar partículas disgregables, deleznables, desmenuzables o capaces de rajarse.

� Dos grupos de partículas inestables:

� Las que NO mantienen su integridad� Las que causas expansiones destructivas al entrar en

contacto con el agua

� Ejemplos:

� Esquistos (material de baja densidad)� Materiales blandos (terrones de arcilla, carbón y madera)� Materiales porosos (pómez, chopo)

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Holcim Group Support

Agregados para concreto - Clasificación

Tamaño de partícula

Agregado Gruesode 4.75 mm. a 150 mm.

Agregado Finode 75 µm. a 4.75 mm.

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Holcim Group Support

Agregados para concreto - Clasificación

SemitrituradaNatural Triturada

Tipo de partícula

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Holcim Group Support

Agregados para concreto - Clasificación

Peso de la partícula

Pesado> 1700 kg/m3

Liviano< 1100 kg/m3

Normal1200 kg/m3

Estructural

Aislante

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Holcim Group Support

Origen de la roca

Roca ígnea RocaSedimentaria

RocaMetamórfica

Granito,Basalto,Andesita

Pómez, etc.

Caliza,DolomíticaCuarcita

Mármol,Pizarras,

Esquistos, etc.

Agregados para concreto - Clasificación

11

Holcim Group Support

Por sus Características

Forma Textura Generales

Planas,alargadas,

equidimensionales,etc.

Pulida (vítrea),semi áspera,

áspera,etc.

Sana,intemperizada,

laminada,etc.

Agregados para concreto - Clasificación

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Holcim Group Support

Agregados para concreto - Clasificación

� Clasificación por Forma:

� Redondeada: desgastada por el agua o fricción

� Irregular: parcialmente formada por fricción

� Laminada: espesor pequeño respecto a otras dos

dimensiones

� Angular: caras planas, bordes bien definidos

� Alargada: Angular pero cuya longitud es bastante

mayor que las otras dos dimensiones.

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Holcim Group Support

Agregados para concreto - Clasificación

� Clasificación por Forma:

� Laminada- espesor/ancho < 0.5

� Alargada- largo/ancho > 1.5

� Redondeadas o Angulosa:- Medida del filo o angularidad relativo de los bordes o esquinas

de una partícula

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Holcim Group Support

Por sus Características

Forma Textura Generales

Planas,alargadas,

equidimensionales,etc.

Pulida (vítrea),semi áspera,

áspera,etc.

Sana,intemperizada,

laminada,etc.

Agregados para concreto - Clasificación

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Holcim Group Support

Agregados para concreto - Clasificación

� Textura Superficial

� Vítrea

� Lisa

� Granular

� Áspera

� Cristalina

� Forma de panal

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Holcim Group Support

Por sus Características

Forma Textura Generales

Planas,alargadas,

equidimensionales,etc.

Pulida (vítrea),semi áspera,

áspera,etc.

Sana,intemperizada,

laminada,etc.

Agregados para concreto - Clasificación

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Holcim Group Support

Agregados para concreto-Características

� Mecánicas

� Sanidad

� Estabilidad Química

� Gravedad específica

� Humedad

� Absorción de agua

� Granulometría

� Peso Unitario

� Forma y Textura

� Sustancias perjudiciales

� Propiedades Térmicas

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Holcim Group Support

Características Mecánicas

� Resistencia

� Comúnmente se determina la resistencia a trituración

� Generalmente supera la resistencia del concreto

Promedio MPa. (referencia)- Granito 181

- Felsita 324

- Roca Tiapeana 283

- Caliza 159

- Arenisca 131

- Basalto 200

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Holcim Group Support

Características Mecánicas

� Resistencia al desgaste – Abrasión

� Especialmente para pavimentos, ó concreto expuesto a acciones que produzcan desgaste o erosión

� Prueba de la máquina de los Ángeles ASTM C 131

- Combinación de desgaste por frotación y abrasión.

- Se analiza el porcentaje de la pérdida de masa de una muestra.

- Valor máximo recomendado 40%

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Holcim Group Support

Agregados para concreto-Características

� Mecánicas

� Sanidad

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Holcim Group Support

Sanidad

� Capacidad del agregado para resistir cambios excesivos de volumen como resultado de los cambios en la condiciones físicas.

� Causa física:

- Hielo –deshielo

- Variaciones extremas de temperatura

- Ciclos de humedecimiento y secado� Efecto en el concreto

- Descascaramiento

- Agrietamiento

- Desintegración

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Holcim Group Support

Sanidad

23

Holcim Group Support

Sanidad

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Holcim Group Support

Agregados para concreto-Características

� Mecánicas

� Sanidad

� Estabilidad Química

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Holcim Group Support

Estabilidad Química

ANTIGUAMENTESe consideraban los agregadoscomo materiales inertes dentrodel concreto.

ACTUALMENTESe reconoce que un agregadopuede ser reactivo dentro de unamatriz cementante (cemento).

AGREGADOSREACTIVOS

���� Reacciones químicas con lapasta

���� Afectan el comportamiento delconcreto

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Holcim Group Support

ROCASSILICEAS

REACCIONALCALI - SILICE

CALIZASDOLOMITICAS

REACCIONALCALI - CARBONATO

REACCION ALCALI - AGREGADO

Estabilidad Química

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Holcim Group Support

Estabilidad Química

� Reacción Álcali-Agregado

� Mecanismo:- La RAS forma un gel que se expande cuando absorbe agua de

la pasta de cemento a su alrededor.

- Al absorber agua induce a presión, expansión y fisuración del agregado y la pasta

� Hidróxido alcalino + gel de sílice reactiva = gel álcali-sílice

� Gel álcali-sílice + humedad = expansión

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Holcim Group Support

Estabilidad Química

� Reacción Álcali-Agregado

� Condiciones

- Presencia de sílice reactiva

- Se requiere de la presencia de suficiente humedad

- Una solución de poro altamente alcalina

- La temperatura afecta la velocidad de la reacción

- El tamaño de las partículas influye velocidad de la reacción

� Si falta una de estas condiciones NO SE DA LA REACCION

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Holcim Group Support

Estabilidad Química

� Reacción Álcali-Agregado

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Holcim Group Support

Estabilidad Química

� Reacción Álcali-Agregado

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Holcim Group Support

Agregados para concreto-Características

� Mecánicas

� Sanidad

� Estabilidad Química

� Gravedad específica

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Holcim Group Support

Gravedad específica

� Masa promedio de la unidad de volumen de partículas incluyendo poros permeables e impermeables

� Otros nombres: peso específico

Poros impermeables

Poros permeables

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Holcim Group Support

Clase de Roca Peso Específico Aplicación

Pómez 1.2 - 1.8 Concreto LigeroEscoria Volcánica 1.6 - 2.2

Andesita 2.2 - 2.5 Caliza 2.4 - 2.8 Basalto 2.5 - 2.9 Concreto NormalGranito 2.4 - 2.7

Limonita 3.0 - 3.8 Barita 3.5 - 4.5 Concreto PesadoMagnetita 4.5 - 5.0

Importante para: � Diseño de Mezclas� Cálculo de consumo de materiales / m3

Gravedad específica

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Holcim Group Support

Agregados para concreto-Características

� Mecánicas

� Sanidad

� Estabilidad Química

� Gravedad específica

� Humedad

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Holcim Group Support

Humedad

Seco al horno

Seco al aire

Saturado superficie

seca

Agua libre

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Holcim Group Support

Agregados para concreto-Características

� Mecánicas

� Sanidad

� Estabilidad Química

� Gravedad específica

� Humedad

� Absorción de agua

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Holcim Group Support

Absorción

� Masa de agua necesaria para saturar el agregado

� % absorción

� Afecta la dosificación de agua del concreto

� Rangos

- 0.2% al 4% Agregado grueso

- 0.2% al 2% Agregado fino

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Holcim Group Support

Agregados para concreto-Características

� Mecánicas

� Sanidad

� Estabilidad Química

� Gravedad específica

� Humedad

� Absorción de agua

� Granulometría

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Holcim Group Support

Granulometría

� Distribución Granulométrica

División de una muestra de agregado en fracciones, cada compuesta por partículas del mismo tamaño

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Holcim Group Support

Granulometría

� Curva granulométrica de varios materiales

Distribución granulométrica

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100Diam. malla, mm

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Holcim Group Support

Granulometría

� Importancia

� Determinación del tamaño máximo del agregado� Trabajabilidad� Propocionamiento de la mezcla

- Agua

- Contenido de cemento

� Compactación de la mezcla� Cambios volumétricos� Economía

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Holcim Group Support

Agregados para concreto-Características

� Mecánicas

� Sanidad

� Estabilidad Química

� Gravedad específica

� Humedad

� Absorción de agua

� Granulometría

� Peso unitario

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Holcim Group Support

Peso Unitario

� Masa necesaria para llenar un recipiente con un volumen especificado

� El volumen es ocupado por las partículas y los espacios entre ellas

- Influenciado por :

Forma de las partículas

Granulometría del material

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Holcim Group Support

Agregados para concreto-Caracteristicas

� Mecánicas

� Sanidad

� Estabilidad Química

� Gravedad específica

� Humedad

� Absorción de agua

� Granulometría

� Peso Unitario

� Forma y Textura

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Holcim Group Support

Forma y Textura

Partículas de formas redondeadas y superficies lisas

� Ventajas

� Mezclas con buena trabajabilidad� Desventajas

� No muy buena adherencia

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Holcim Group Support

Forma y Textura

Partículas de formas angulosas y superficies ásperas

� Ventajas

� Mezclas con buena Adherencia� Desventajas

� Mayores requerimientos de aguapara trabajabilidad

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Holcim Group Support

Angulosidad

Redondez

Manejabilidad

Adherencia

ManejabilidadAdherencia

Optimo

Forma

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Holcim Group Support

Forma

41

39

37

35

330 25 50 75 100

Contenido de agregado redondeado, %

Relación de vacíos %

Mayor utilización de pasta

Menor utilización de pasta

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Holcim Group Support

Agregados para concreto-Características

� Mecánicas

� Sanidad

� Estabilidad Química

� Gravedad específica

� Humedad

� Absorción de agua

� Granulometría

� Peso Unitario

� Forma y Textura

� Sustancias perjudiciales

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Holcim Group Support

� Material < 0.075 mm (malla No. 200)que a pesar de ser indeseable setolera en cierta proporción

Un exceso de finos = efectos negativosen el concreto:

� Aumento en el consumo de agua- Disminución de resistencia- Aumento de contracción

� Interferencia en la adherencia entreel agregado y la pasta

ARCILLA

POLVO DETRITURACION

L I M O

Sustancias perjudiciales

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Holcim Group Support

Sustancias perjudiciales

� Impurezas orgánicas

� Derivados de la descomposición de la materia vegetal� Efecto:

- Interferencia con hidratación del cemento

- Retardo de fraguado

- Deterioro del concreto

� Prueba de Colorimetría ASTM C 40-92

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Holcim Group Support

Sustancias perjudiciales

� Partículas deleznables, materiales nocivos

� Carbón, lignito, otros materiales livianos� Efecto:

- Mayores requerimientos de agua

- Desprendimientos de concreto

- Problemas de durabilidad

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Holcim Group Support

Agregados para concreto-Características

� Mecánicas

� Sanidad

� Estabilidad Química

� Gravedad específica

� Humedad

� Absorción de agua

� Granulometría

� Peso Unitario

� Forma y Textura

� Sustancias perjudiciales

� Propiedades Térmicas

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Holcim Group Support

Propiedades Térmicas

� Coeficiente de expansión Térmica

� Grandes diferenciales entre el agregado y la pasta de cemento pueden ocasionar problemas de durabilidad

� Promedio 5 y 13 * 10-6 oC� Importante cuando se trabaja con temperaturas extremas

� Calor específico

� Conductividad

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Holcim Group Support

Manejo y Almacenamiento

� Segregación y contaminación debe ser evitada

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Holcim Group Support

Manejo y Almacenamiento

� Segregación y contaminación debe ser evitada

CORRECTO INCORRECTO

Acopios de material

Segregación

Chute

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Holcim Group Support

Manejo y Almacenamiento

SegregaciónMuro deretención

ContaminaciónMuro divisorio

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Holcim Group Support

Concreto

Su calidad es influidapor la calidad de losmateriales utilizados

El Concreto es unmaterial compuesto

Los Agregados constituyen entre el 60y el 75 % del volumen absoluto detodos los componentes

Conclusiones

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Holcim Group Support

Conclusiones

� Calidad de los agregados:

� No se juzga sólo por el color ó por simple inspección visual� Sus propiedades y características deber ser analizadas

- Aspectos físicos

- Aspectos Químicos� Los agregados no son materiales completamente “Inertes”

� Los agregados además de importancia Económica proveen al concreto con características especificas