II PÁRTE MATERIALES DE ALBAÑILERIA

ARIDOS

ARENAS GRAVA PIEDRA PARTIDA

DEFINICION

Comprende a los materiales inertes que entran en la composición de morteros y concretos, pero que no experimentan cambios de estructura química o mineralógica, al formar parte de aquellos compuestos.De acuerdo con sus dimensiones, especialmente en concretos se les clasifica y denomina áridos finos y áridos gruesos. También se les llama agregados finos y agregados gruesos

ArenasDefinición

Son el conjunto de partículas o granos de rocas, reducidos por fenómeno mecánico o químicos y naturales (arenas naturales), acumulados por los ríos, corrientes acuíferas en estratos aluviales y médanos o que se forman in situ por descomposición; ó al conjunto de piedras producidas por acción mecánica artificial (arenas artificiales).

Clasificación por Procedencia

De río, llamadas dulces De Playa de mar, ó saladas De mina, o de banco De Duna, Artificiales

Clasificación Granulométrica

En ingeniería no hay criterio uniforme de clasificación de arena por el tamaño del grano por lo tanto se aplica se usa normas propias de acuerdo con la aplicación o campo en que va a emplearse, construcción general, concreto de cemento, ingeniería sanitaria , etc.

La Clasificación propuesta por la “Comisión de Normalización” de la Sociedad de Ingenieros del Perú (1933), es la siguiente :

Arena flor de roca 0.005 á 0.05 mm. Arena fina 0.05 0.5 mm. Arena media 0.5 2.0 mm. Arena gruesa 2.0 2.0 mm.

Todo material de dimensión inferior a 0.005 mm. está constituido por sedimentos finos terrosos y arcillas.En la técnica de concreto de cemento Pórtland es usual establecer que el agregado fino es el material que pasa una criba de vacíos de ¼” o sea la № 4.

En los análisis granulométricos de las arenas, se dibujan curvas referidas a coordenadas rectangulares, en las cuales las abscisas representan los diámetros de as aberturas de las cribas, y las ordenadas, los porcentajes en peso que pasan el diámetro correspondiente. En estos análisis se llama coeficiente de uniformidad, la relación del diámetro de las partículas que pasan la ordenada 60%, al diámetro de las partículas que pasan la ordenada 10%. Se acepta los siguiente:

Arena Gruesa 5.2 ó Más de coeficiente de uniformidadArena media 4.2 de coeficiente de uniformidadArena fina 2.2 de coeficiente de uniformidad

En los trabajos de concreto se considera como buena una arena que tiene hasta 4.5 de coeficiente de uniformidad.Para poder apreciar la resistencia de los aglomerantes y comparar los resultados tanto entre los distintos lugares de un país, como entre países diferentes, se emplea una calidad de arena modelo, que se llama arena normalEn el Perú se usa la arena normal de Ottawa, obtenida en el Estado de Illinois, EE.UU., que es la recomendada por la American Society of Civil Engineers, y otras entidades técnicas, Esta arena es eminentemente cuarzosa, de mina, de granos redondeados y de tamaño uniforme, pasa criba № 20, y es retenida en la criba № 30; su porcentaje de vacíos es alrededor de 37% y su peso de 1670 Kg/m³ . Su peso específico es de 2.40gr./cm3

Propiedades Físicas de las Arenas

Forma y Tamaño : Para morteros y concretos de cemento Pórtland, el agregado fino debe consistir en una mezcla de granos duros, compactos y de diferentes tamaños. Si los granos fueran de las mismas dimensiones son preferibles los redondeados a los de forma alargada, porque aquellos producen mezclas más compactas, conteniendo menos vacíos que los de forma alargada.

Los morteros preparados con arenas finas son menos densos que aquellos hechos con arenas gruesas, probablemente por dos causas :

1. La dificultad con que las partículas de arena pueden ser envueltas por las de cemento del mismo tamaño.

2. las arenas finas presentan mayor porcentaje de vacíos.

La forma de los granos influyen mucho en la resistencia de los morteros. Los granos de superficie áspera y que forman ángulos se adhieren mejor y dan más resistencia que los de superficie lisa y formas redondeadas; pero necesitan mas agua para tener la misma consistencia. Los granos en forma de agujas o lajas son objecionables.

Pesos : El peso específico de la arena varía según su composición minera lógica entre 2.50 a 2.80 gr/cm3 como promedio general se toma el valor de 2.65. En la práctica se usan las siguientes cifras como pesos unitarios de las arenas compactas:

Arenas Secas de 1,400 á 1,700 Kg/m³Arenas Húmedas de 1,700 á 1,900 Kg/m³

La arena seca y suelta disminuye en peso hasta un 20% para el mismo volumen.La arena mojada, suelta pesa menos que secaEl porcentaje de absorción de la arena rara vez pasa de 3%

Ensayos de las arenas en Obra

1. Prueba del Polvo contenido : Se realiza echando un volumen dado en un recipiente de vidrio, transparente de preferencia graduado, anotándose la altura que ocupa la arena. Se vierte un volumen triple de agua y se agita vigorosamente durante un minuto y se deja reposar el recipiente por una hora. El polvo se depositará formando una capa sobre la arena, pudiéndose así establecer la proporción de este material nocivo por el espesor de la capa de polvo en relación con el espesor de la capa de arena. Para una muestra primitiva de arena de 50 mm. de espesor el grosor de la capa de polvo separada por la prueba no debe exceder de 3 mm.

2. Investigación de la materia orgánica : Se realiza un prueba colorimétrica, usándose una solución de 3% de soda cáustica (Na OH), que se agrega a la arena, se agita el contenido y se deja reposar por espacio de 24 horas. El color líquido resultante indicará si la arena contiene materias orgánicas en cantidades peligrosas:

Un Líquido claro y limpio indica arena exenta de materias orgánicas El color de paja expresa que hay algo de materia orgánica, pero no afecta

seriamente el trabajo. El color oscuro indica que contiene materias orgánicas en cantidades peligrosas,

no debe usarse a menos que se lave, es necesario después un nuevo ensayo.La proporción de solución en relación a la arena, debe ser de dos volúmenes de solución por un volumen de agua, medidos antes de mezclarse.

3. Ensayo de humedad : Se pesa una muestra de arena, colocándola después en un recipiente metálico y vertiendo sobre la muestra alcohol en proporción de unos 40 cm³ por 100 gr. de arena. Se prende fuego después y se revuelve la arena mientras arde. En seguida se vuelve a pesar la muestra, y la diferencia entre las dos pesadas permitirá calcular el porcentaje de humedad.

4. Prueba de Solubilidad : Se hace en las arenas que se usan en los filtros para agua potable. El ensayo se realiza determinando al peso la solubilidad de las arenas, tratadas por una disolución de HC1 diluido al 20%. Esta solubilidad no deberá exceder del 5% al peso.

Arenas Artificiales

Es aquella que se obtiene de la trituración mecánica de rocas. A este material es al que con mayor frecuencia se le denomina agregado fino; también se le llama cernidura de roca; pero en todos los casos para que se le pueda asimilar a la arena que se usa para preparar concreto de cemento, debe pasar criba de ¼” de aberturas.

Estas arenas se manufacturan en los trituradores denominados molinos de arena. Los hay de varios tipos, los más comunes son de diseño similar a los “trapiches” para moles caña de azucar.

Con frecuencia es producto subsidiario de la industria de la trituración de piedra, y allí su nombre de cernidura, porque se le obtiene como residuo en el “zarandeo” de aquel material.

Grava

Definición

Es el conjunto de fragmentos pequeños de piedra, provenientes de rocas segregadas por la acción del hielo y otros agentes atmosféricos y que han sido arrastrados por los ventisqueros o por las corrientes de agua; cada fragmento ha perdido sus aristas vivas y se presenta con formas más o menos redondeadas.

Canteras

La grava puede obtenerse directamente del lecho de los ríos y esteros, de las playas de los grandes lagos o de los mares y de depósitos abiertos en zonas de época glacial, o en los lechos de antiguos cursos de agua.

Con mucha frecuencia a la grava se llama material de acarreo, material de tránsito y tambien conglomerado (con abundante proporción de arena). Cuando los trozos de roca tienes formas angulosas, el material se llama mas corrientemente brecha (breccia)

Características

La grava de un mismo depósito natural tiene características variantes en tamaño, composición química y estructura mineralógica.Físicamente las gravas deben ser duras y resistentes, capaces de soportar la acción de los agentes atmosféricos y ser perfectamente insoluble. Deben resistir la prueba del rayado con un cortaplumas.La composición mineralógica de las gravas es semejante a las de las arenas pueden ser: cuarzosas, graníticas, calcáreas y arcillosas.Los pesos específicos son los mismos que los de las arenas. Las gravillas (gravas de dimensiones menores) y gravas pesan de 1,600 a 1700 Kg /m³La grava de dimensiones variables entre ¼ y 1-½”, medida en forma suelta, posee de 35 a 40 % de vacíos. La grava de banco bien graduada puede presentar hasta 28% de vacíos; porcentaje que puede aplicarse al hormigón.

Prueba de Dureza

La mas recomendada consiste en emplear el llamado Molino de los Angeles (EE.UU), es un cilindro metálico de 0.60m de diámetro y de 0.50 m de largo, dentro del cual se colocan 5 kg. de la grava por ensayar y también 5kg. de bolas de acero, de dimensiones establecidas. Después de someter el barril a 500 revoluciones. A razón de 33 r.p.m. se extrae la carga, se le cierne en malla № 12, y se aprecia el peso perdido de la muestra.

El agregado grueso usado en pisos de concreto y construcciones similares, sujetos a fuerte desgaste debe presentar una pérdida inferior al 30% en la prueba reseñada; pero para otras estructuras que no trabajan al frotamiento, el límite de desgaste puede subir hasta el 40%

Granulometría

La recomendada por la Comisión peruana:

Gravillas o garbancillos de 5.0 á 10.0 mm.Grava Fina 10.0 20.0Grava Media 20.0 40.0Grava Gruesa o Lastre 40.0 75.0Cantos rodados, cascajos o gruesos,Y más de 75.0 -.-

Empleo

Las gravas se usan en construcción, como agregado grueso en la preparación de concreto; en caminos, en las ejecución de calzadas; en ferrocarriles, como balasto o lastre; para rellenos en general, etc.

En todos los casos se emplean después de pasarlas por cribas o zarandas, para graduar convenientemente sus dimensiones.

PIEDRA PARTIDA

Definición

Es el material que se obtiene triturando mecánicamente rocas duras y tenaces.

Características

Como agregado grueso se puede usar cualquier clase de piedra partida, siempre que sea limpia y durable, y cuyas resistencias no sean inferiores a las de concreto, de tal manera que no limite la resistencia de este material.

En estructuras de cemento armado se usa piedra de ½, ¾, 1 – ¼, y 1- ½” En concreto simple ó con esfuerzo metálico escaso, se emplea 2, 2- ½ y 3 En concreto cíclopeo se emplean solo dimensiones mayores a las indicadas.

El peso de la piedra partida se estima en 1,450 á 1,500 kg/m³. El promedio de vacíos varia de 30 a 55%

Rocas Empleadas

Las principales rocas usadas para la obtención de la piedra partida son las siguientes:

1. Grupo de rocas trap o diabasas, que son rocas de origen ígneo, mas densas y de grano mas fino que las graníticas: Andesita, Basalto, Diabasa, Gabbro, Riolita, etc.

2. Grupo de los granitos3. Grupo de las calcáreas: calcitas, dolomitas.4. Grupo de areniscas.

Especificaciones

A la piedra partida se aplican las mismas recomendaciones técnicas pertinentes de la arena y la grava, siendo importante tener muy en cuenta el empleo que se va a dar del material.

Trituradoras de piedra

Llamadas tambien chancadoras o machacadoras, son de dos tipos principales: de mandíbulas o quijadas; y de trompo o rotatorias.