1. AGREGADOS PETREOS NATURALES

1.1 ORIGEN Y FORMACION DE LOS AGREGADOS PETREOS

1.2 ALTERACION DE LAS ROCAS

1.2.1 PROCESOS DE METEORIZACION

A. METEORIZACION MECANICA O DESINTEGRACION

B. METEORIZACION QUIMICA O DESCOMPOSICION

C. SOLUCION

1.3 CLASIFICACION DE LAS ROCAS

A. ROCAS IGNEAS

A.1 EXTRUSIVAS (RIOLITA, ANDESITA, BASALTO)

A.2 INTRUSIVAS (GRANITO, DIORITA, GABRO)

B. ROCAS METAMORFICAS (GNEISS, PIZARRA, MARMOL)

C. ROCAS SEDIMENTARIAS (CONGLOMERADOS, ARENISCAS)

1.4 MINERALES FORMADORES DE ROCAS

- SILICE : CUARZO 2.66 PEDERNAL 2.66

- FELDESPATOS : ORTOCLASA 2.56 PLAGIOCLASA 2.6 - 2.75

- MICA : MOSCOVITA 2.75 - 3.00 BIOTITA  2.75 - 3.00 - FERROMAGNESIANOS : PIROXENOS 3.1 - 3.6 ANFIBOLA 2.9 - 3.8

OLIVINO 3.3

- OXIDO DE HIERRO : LIMONITA 5.4

- CALCITA CRISTALINA A TERROSA : 2.7

- DOLOMITA CRISTALINA A FERROSA : 2.8

- MINERALES ARCILLOSOS : CAOLINITA 2.2 - 2.6 MONTMORILLONITA 2.2 - 2.6

- CELULOSA : 1.5 - 2.00

1.5 AGREGADOS MINERALES

DEFINICION : CUALQUIER MATERIAL INERTE Y DURO, CONFORMADO POR PARTICULAS, DE ORIGEN NATURAL O ARTIFICIAL.

1.6 FUENTES DE AGREGADOS

1. AGREGADOS PROCEDENTES DE CANTERAS, MINAS O YACIMIENTOS2. AGREGADOS PROCESADOS3. AGREGADOS SINTETICOS O ARTIFICIALES

1.7 NORMA INV E– 201

MUESTREO DE MATERIALES PARA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS

MUESTRA REPRESENTATIVA

1.7.1 NORMA INV E-202

REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DE LAS MUESTRAS TRANSPORTADAS

CUARTEO MANUAL CUARTEO MECANICO IDENTIFICACION DE LAS MUESTRAS.

1.8 ANALISIS GRANULOMETRICO

GRANULOMETRIA DE UN MATERIAL

1.9 NORMAS : INV E-213 INV E-214.

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADOS GRUESOS Y FINOS

CANTIDAD DE MATERIAL FINO QUE PASA EL TAMIZ DE 75 MICRAS (#200) EN LOS AGREGADOS.

TAMAÑO MAXIMO NOMINAL

T.M.N 9.5 12.5 19 25 37.5 50 63 75 90 100 112PESO kg 1 2 5 10 15 20 35 60 100 150 200

TIEMPOS DE SECADO AL HORNO

GRAVAS LIMPIAS : > 12 HORASARENAS LIMPIAS : >18 HORASGRAVAS O ARENAS SUCIAS : > 24 HORASSUELOS FINOS : > 30 HORAS

FORMAS DE EXPRESAR UNA GRANULOMETRIA

1. PORCENTAJE RETENIDO: ( Porcentaje de material retenido entre tamices consecutivos.)

2. PORCENTAJE RETENIDO ACUMULADO: ( PORCENTAJE TOTAL DE MATERIAL RETENIDO EN CADA TAMIZ)

3. PORCENTAJE PASA: ( PORCENTAJE TOTAL DE MATERIAL QUE PASA CADA TAMIZ )

4. GRAFICAMENTEUTILIDAD DE LA CURVA GRANULOMETRICA

SE APRECIAN SIMULTANEAMENTE TODOS LOS TAMICES UTILIZADOS EN LA GRANULOMETRIA

COMPARAR MATERIALES ENTRE SI

ANALIZAR ESPECIFICACIONES GRANULOMETRICAS

OBTENER VALORES DE TAMICES NO UTILIZADOS

CLASIFICAR UN MATERIAL SI ES BIEN O MAL GRADADO

Cu = D60/D10 Cc = (D30)2/D60*D10

DETERMINAR : TM, TMN, MODULO DE FINURA

CLASIFICACION M.FExtra fina <2

Fina 2.0 - 2.3Ligeramente fina 2.3 - 2.6

Mediana 2.6 - 2.9Ligeramente gruesa 2.9 - 3.2

Gruesa 3.2 - 3.5Extra gruesa >3.5

CLASIFICAR LOS MATERIALES

SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS(Bureau of Reclamation y el Cuerpo de Ingenieros delos EE. UU.)

Designación de las partículas según su tamaño.

BLOQUES > 30 cmBOLEOS (BOLOS) 15 a 30 cmGRAVA 4.76 mm a 15 cmARENA 0.074 mm a 4.76 mmLIMO 0.002 mm a 0.074ARCILLA < 0.002 mm

Consulta : página 48 del libro de Mecánica de Suelos de William Lambe y Robert Whitman. Granulometria y descripción de los diferentes tipos de suelos de acuerdo a su tamaño.

EJERCICIOS DE APLICACIÓN

PONDERACION GRANULOMETRICA

CONCEPTOS SOBRE DENSIDAD DE AGREGADOS

PESODENSIDAD = VOLUMEN

PESO DE LA PARTICULADENSIDAD DE LA PARTICULA = VOLUMEN DE LA PARTICULA

DENSIDAD DE LA PARTICULADENSIDAD RELATIVA = DENSIDAD PATRON

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

PESO EN EL AIRE = PESO EN EL AGUA + EMPUJE

EMPUJE = PESO EN EL AIRE - PESO EN EL AGUA

EMPUJE = PESO DEL AGUA DESALOJADO (POR LA PARTICULA)

EMPUJE = VOLUMEN DE LA PARTICULA

VOLUMEN DE LA PARTICULA = PESO EN EL AIRE - PESO AGUA

METODO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD Y ABSORCION DE AGREGADOS GRUESOS . ICONTEC 176

PREPARACION DE LA MUESTRA : 5000 grs POR CUARTEO Y SE DESECHA EL PASANTE DEL # 4.

PROCEDIMIENTO

LAVAR Y SUMERGIR EL MATERIAL 24 HORAS (ESTADO SAT.) OBTENER EL ESTADO S.S.S. PESAR EL MATERIAL “Ms” DETERMINAR SU PESO EN INMERSION (T= 20 - 25 ºC). “Mi” SECAR EL MATERIAL (T=110ºC) “M”

EXPRESION DE RESULTADOS

M Dn = M - Mi

M Ms Da = Da sat = Ms - Mi Ms - Mi

Ms - M % ABS = X 100 M

VERIFICACION DE RESULTADOS

DENSIDADES : < 0.02 % ABS < 0.05MÉTODO PARA DETERMINAR EL PESO ESPECÍFICO Y LA ABSORCIÓN DE AGREGADOS FINOS. ICONTEC 237

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA : Aproximadamente 1000 gramos pasa No 4.

PROCEDIMIENTO

1. Inmersión 24 horas : condición saturada.

2. Condición S.S.S : Molde tronco-cónico Número de golpes : 25 Altura de caida : 0.5 cm

3. Peso de la muestra en S.S.S : Aproximadamente 250 grs = Wmsss

4. Determinación del peso del matraz mas muestra : Wmam . Adecuada deaireación

5. Determinación de la temperatura del agua del matraz : Te

6. Determinación del peso de la muestra seca : Ws

7. Determinación del peso del matraz con agua : Wma . Mediante la curva de calibración . Mediante la ecuación de la curva

8. Cálculos.

EJEMPLOS DE APLICACIÓN

RANGO DE VALORES

En términos generales las densidades varian de 2.00 a 3.00. Es función de los minerales formadores de roca

DENSIDADES NOMINALES

Arenas : 2.65 - 2.67 Gravas : 2.65 - 2.80 Arenas limosas : 2.67 - 2.70

DENSIDADES APARENTES

Da < 2.40 : Agregados de mala calidad Da > 2.55 : Agregados de buena calidad

PORCENTAJES DE ABSORCIÓN

Arenas : 2-4 % Gravas : 0 - 3%

Cuando las absorciones son menores del 1% como serán las densidades ?

EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA DENSIDAD PARA UN MATERIAL MIXTO.

CONCEPTO GENERAL DE MASA UNITARIAS

PESO DE LOS SÓLIDOS MASA UNITARIA = VOLUMEN DEL RECIPIENTE

MÉTODO PARA DETERMINAR LA MASA UNITARIA DE LOS AGREGADOS ICONTEC 92

TAMAÑO DE LA MUESTRA : 125 - 200% del volumen del recipiente.

VOLUMEN DEL RECIPIENTE TAMAÑO MÁXIMO (mm)3 12.510 2515 4030 100

SUELTA

MASA UNITARIA :

COMPACTA

MASA UNITARIA SUELTA

TMN < 100 mm

MASA UNITARIA COMPACTA

MÉTODO DEL VARILLADO O APISONADO : TMN < 38 mmMÉTODO DEL VIBRADO : 38 mm < TMN < 100 mmMÉTODO DEL VARILLADO

EQUIPO : - Varilla compactadora ; 16mm de y 600 mm de largo - Recipiente

PROCEDIMIENTO : - 3 capas de igual volumen - cada capa 25 golpes con la varilla

MÉTODO DEL VIBRADO

EQUIPO : Recipiente

PROCEDIMIENTO : - 3 capas de igual volumen- 25 golpes por lado, total 50/capa

MASA UNITARIA SUELTA

EQUIPO : Recipiente

PROCEDIMIENTO : 1 sola capa, 5 cm de altura sobre el borde superior del recipiente.

Nota : si el material se encuentra húmedo se determina su peso seco PESO HUMEDO PESO SECO = 1 + HUMEDAD

RANGO DE VALORES

En general de 1 a 2 gr/cm3

M.U.S : Arenas : 1.45 a 1.60 gr/cm3 Gravas : 1.50 a 1.60 gr/cm3

M.U.C : Arenas : 1.60 a 1.85 gr/cm3 Gravas : 1.60 a 1.75 gr/cm3

Valores de M .U .C < 1.3 gr/cm3 son agregados de mala calidad M.U.C > 1.6 GR/cm3 son de buena calidad.

MÉTODO NORMAL DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL EQUIVALENTE DE ARENA . INV 133

PROPÓSITO : Determinar en el campo en forma rápida las proporciones

relativas de polvo fino nocivo o material arcilloso en agregados finos.

SOLUCIÓN STOCK DE CLORURO DE CALCIO

454 grs de cloruro de calcio anhidro 2050 grs de glicerina 47 grs de formaldehido

SOLUCIÓN DE TRABAJO DE CLORURO DE CALCIO

Se diluye 88 cm3 de solución stock de cloruro de calcio y se añade agua hasta completar un galón de agua.

PROCEDIMIENTO

Se escoge una cantidad de muestra por cuarteo que garantice que por el tamiz #4 pase como mínimo 1000 grs.

Se verterá de la solución de trabajo de cloruro de calcio en el cilindro hasta una altura de 4 pulgadas.

Se verterá la muestra de arena ( aprox. 88 cm3. 3 onzas ) Se deja en reposo 10 minutos Al final de los 10 minutos se procede a agitar (90 ciclos en 30 seg) Se inserta el tubo irrigador para lavar los finos y completar 15”.

Se deja en reposo el cilindro por 20 minutos. Al final del período se determina la lectura de arcilla. Con la ayuda del aparato de medida se determina la lectura de arena

LECTURA DE ARENARESULTADO : E.A = X 100 LECTURA DE ARCILLA

El valor de E.A se aproximará al entero superior mas cercano.

RANGO DE VALORES

Concreto hidráulicos : E.A 75 - 80 ; X > 80 Concretos asfálticos : E.A > 55% Mezclas en planta para base y capas superficiales : E.A > 45% Superficie de mezcla asfáltica en sitio : E.A > 40% Capas de base no asfáltica : E.A > 30% Capas de subbase no asfáltica : E.A > 25%

MÉTODO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO APROXIMADO DE MATERIA ORGANICA EN ARENAS USADAS EN LA PREPARACIÓN DE MORTEROS DE HORMIGÓN. ICONTEC 127

EQUIPO   : Frasco de aproximadamente 350 cm3 de capacidad

REACTIVOS : - Solución normal de referencia .bicromato de potasio : 0.250 grs . acido sulfúrico : 100 cm3

- Solución de hidróxido de sodio

. Hidróxido de sodio : 3 grs . agua destilada : 97 grs

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA   :

500 GRS DE MATERIAL PASANTE DEL # 4

PROCEDIMIENTO

Se introduce en el frasco aprox. 130 cm3 de muestra de arena se añade solución de hidróxido de sodio hasta 200 cm3 se agita vigorosamente el frasco ( 1 minuto) se deja en reposo 24 horas al finalizar las 24 horas se llena un frasco de 75 cm3 de solución normal

de referencia. Se compara el color que sobrenada la muestra con el color patrón.

INTERPRETACION DE RESULTADOS.

DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS, UTILIZANDO LA MÁQUINA DE LOS ÁNGELES.

ICONTEC 93 Y 98

OBJETIVO   :

PROPIEDAD ICONTEC 93 ICONTEC 98Tamaño del material ¾” - 3” # 8 - 1.1/2”Gradaciones a analizar 1,2,3 A,B,C,DCarga abrasiva 12 esferas 12,11,8,6Cantidad de muestra 10000 grs 5000 grsNo de vueltas para desgaste 1000 500No de vueltas para uniformidad 200 100

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

“Se elige en la tabla la gradación más parecida al agregado que se va a utilizar en la obra”

TAMIZ GRADACIONPASA RET. 1 2 3 A B C D

3” 2 ½” 2500

2 ½” 2” 2500

2” 1 ½” 5000 5000

1 ½” 1” 5000 5000 1250

1” ¾” 5000 1250

¾” ½” 1250 2500

½” 3/8” 1250 2500

3/8” ¼” 2500

¼” No 4 2500

No 4 No 8 5000

PROCEDIMIENTO

Escogida la gradación a utilizar, se toma por cuarteo una cantidad de muestra tal, que garantice como mínimo la cantidad de material exigida en cada fracción.

Se separan las fracciones exigidas, se lavan y se secan en el horno (110ºc)

Se le determina el peso total del material y se coloca con la carga abrasiva en la máquina de los Ángeles.

Se hace girar la máquina el número de vueltas necesario a una velocidad entre 30 y 33 rpm.

Terminado el ciclo se procede a tamizar por el tamiz No 12 (1.68 mm)

El material retenido en el No 12 debe ser lavado y secado al horno. Se pesa el material retenido

CÁLCULOS

PESO TOTAL - PESO RET.No12DESGASTE (%) = X 100 PESO TOTAL

ANÁLISIS DE LA UNIFORMIDAD EN EL DESGASTE

EJEMPLO DE APLICACIÓN.

ESPECIFICACIONES   : SUBBASE < 50% BASE < 35% CONCRETO ASFALTICO < 30% LOSAS DE CONCRETO HIDRÁULICO < 35% OTRAS ESTRUCTURAS DE CONCRETO HIDRÁULICO < 40%

MÉTODO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA DE LOS AGREGADOS A LOS ATAQUES CON SULFATO DE SODIO O

SULFATO DE MAGNESIO ICONTEC 126

OBJETIVO   :

REACTIVOS   :

SULFATO DE SODIO : - ANHIDRO : 350 grs/litro (T= 25ºC - 30ºC) - HIDRATADO : 750 grs/litro (T= 25ºC - 30ºC)- 48 horas antes del ensayo (T= 21ºC)- Densidad de la solución : 1.151 - 1.174 g/cm3

SULFATO DE MAGNESIO : - ANHIDRO :350 grs/litro(T=25ºC - 30ºC) - HIDRATADO :1400 grs/litro (T= 25ºC - 30ºC)- 48 horas antes del ensayo (T= 21ºC)- Densidad de la solución : 1.295 - 1.308 g/cm3

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

AGREGADO FINO   :

FRACCION PASA TAMIZ RET. TAMIZ PESO EN GRS1 3/8” No 4 1002 No 4 No 8 1003 No 8 No 16 1004 No 16 No 30 1005 No 30 No 50 100

Nota : Si alguna de las fracciones representa menos del 5% de la muestra no debe ser ensayada.

AGREGADO GRUESO

Se trabaja con material retenido en el tamiz No 4.

FRACCION PASA TAMIZ RET. TAMIZ PARCIAL TOTAL1 2 ½”

2” 2”

1 ½15001500

3000

2 1 ½”1”

1”¾”

1000500

1500

3 ¾”½”

½”3/8”

670330

1000

4 3/8” No 4 - 300

Nota :- Si alguna de las fracciones representa menos del 5% no se analiza.

- Las partículas de tamaño mayor a 2 ½” formaran una nueva fracción de pulgada en pulgada.

ROCAS

Se tritura la roca en fragmentos de aproximadamente 100 grs cada uno, y se toma para ensayo 5000 +- 100 grs.

PROCEDIMIENTO

Se separan las fracciones, se lavan y se secan hasta peso constante Se pesa lo exigido para cada fracción y se colocan separadamente Se sumerge la muestra en solución saturada de 16 a 18 horas (T=21ºc) Completado el período se deja escurrir por espacio de 15 +- 5 minutos Se coloca a secar el material hasta peso constante

NÚMERO DE CICLOS

Cinco (5) a menos que se especifique lo contrario

EXAMEN CUANTITATIVO

Terminados los ciclos especificados se lava el material para eliminar los restos de solución saturada y se seca hasta peso constante.

AGREGADO FINO : Se determina la pérdida por tamizado en el tamiz inferior de la fracción.

AGREGADO GRUESO : Se determina la pérdida tamizando cada fracción en los siguientes tamices :

TAMAÑO DEL AGREGADO TAMIZ2 ½” A 1 ½” 1 ¼”1 ½” A ¾” 5/8”

¾” A 3/8” 5/16”

3/8” A No 4 No 5

ROCAS : La pérdida se determina por diferencia de pesos entre los fragmentos que nos se hayan roto en mas de 3 partes.

EXAMEN CUALITATIVO

Se cuentan las partículas de tamaño mayores a ¾” y se examinan después de cada inmersión.

Se observa la naturaleza de la acción que se clasifica de acuerdo al cambio morfológico que se presente. Ejemplo : rajadura, destrucción, escamado, porosidad, envejecimiento etc.

Se cuenta el número de partículas afectadas.

ESPECIFICACIÓNSULFATO DE SODIO : - Agregado Fino : 10% - Agregado grueso : 12%

SULFATO DE MAGNESIO : Agregado fino : 18% Agregado grueso : 15%

FORMA DE LOS AGREGADOS

ESPECIFICACIONES DE LOS AGREGADOS PARA HORMIGÓN. ICONTEC 174.

Partícula Larga : L/b > 1.5 Donde : L : Mayor longitudPartícula Plana  : e/b < 0.5 b : Ancho promedio e : espesor de la partícula

TAMAÑO DE LA MUESTRA

TAMIZ PASA TAMIZ RET. PESO DE LA MUESTRA (GRS)½” 3/8” 200¾” ½” 6001” ¾” 1500

1 ½” 1” 45002” 1 ½” 12000

CALCULOS : PARTÍCULAS PLANAS O LARGASPARTÍCULASINDESEABLES: X100 PESO TOTAL

ESPECIFICACIÓN : < 50%

FORMA DE LOS AGREGADOS PARA CARRETERAS NLT 354-91

Partícula Larga : L/b > 1.8 Donde : L : Mayor longitudPartícula Plana  : e/b < 0.6 b : Ancho promedio e : espesor de la partícula

CANTIDAD DE MUESTRA A TOMAR

La cantidad de muestra a tomar es función del TMN.

TMN (mm) Cantidad mínima (grs)50.8 3500038.1 1500025.4 500019.0 200012.7 10009.51 500

FRACCIONES A ANALIZAR

TAMIZ PASA TAMIZ RETIENE

2 ½” 2”2” 1 ½”1 ½” 1”1” ¾”¾” ½”½” 3/8”3/8” ¼”

Nota : Se pondera la granulometría a pasa 2 ½” retiene ¼”. Se analizan las fracciones que representen el 10% ó más.

CÁLCULOS : I.Li x Ri

Indice de Lajas Total : Ri(ensayados)

I.Ai x Ri

Indice de Agujas Total : Ri(ensayados)

EL ASFALTO

DEFINICIÓN Y PROCEDENCIA DEL ASFALTO

“El asfalto son los bitumen sólidos y semisólidos de color negro o castaño, altamente cementante, adhesivo, impermeable y durable, que varía ampliamente en consistencia, de sólido a semisólido, a temperaturas ambientales normales. Cuando se calienta lo suficiente se vuelve líquido. Lo cual le permite cubrir las partículas del agregado durante la producción de mezclas en caliente”

El asfalto esta compuesto predominantemente por un hidrocarburo llamado BITUMEN. Por consiguiente es usualmente llamado un material bituminoso.

BITUMEN : Son hidrocarburos de origen natural o pirotécnico, se caracteriza por ser totalmente soluble en Sulfuro de carbono o Tetracloruro de carbono.

MATERIALES BITUMINOSOS

Petróleo, asfalto, rocas asfálticas, alquitrán, brea etc.

TIPOS DE BETUNES

LIQUIDOS   : Penetración a 25ºC ( 50 gr, 1 seg) > 350 1/10 mm

SEMISÓLIDOS   : Penetración a 25ºC ( 100 gr, 1 seg) 10 - 300 1/10 mm

SÓLIDOS   : Penetración a 25ºC ( 100 gr, 1 seg) < 10 1/10 mm

PROCEDENCIA DEL ASFALTO

1. ASFALTOS NATURALES : - De roca - De lago

2. ASFALTOS DE REFINERÍA : Obtenidos por refinación de petróleo

CLASIFICACIÓN DE LOS PETRÓLEOS

1. Según su gravedad A.P.I 141.5

º A.P.I = - 131.5 p.e

CRUDOS PESADOS : A.P.I < 20 CRUDOS MEDIANOS : 20 < A.P.I < 31 CRUDOS LIVIANOS : A.P.I > 31

2. Según su composición química

Crudos de base no asfáltica o parafínica : Parafina (10 - 25% ) Crudos de base mixta o semiasfáltica : Parafina ( 0.5 - 10%) Crudos de base nafténicas o asfáltica : Parafinas ( < 0.5%)

REFINACIÓN DEL PETRÓLEO

CLASIFICACÓN DE LOS ASFALTOS

ASFALTOS SÓLIDOS ASFALTOS SEMISÓLIDOS O CEMENTOS ASFÁLTICOS ASFALTOS REBAJADOS O LÍQUIDOS EMULSIONES ASFÁLTICAS

ASFALTOS SÓLIDOS   : - Se consiguen normalmente en polvo. - Se obtienen por inyección de aire (oxidación) - Ensayo que lo caracteriza : punto de

ablandamiento en ºF.- Aplicaciones : Rellenar juntas de dilatación

ASFALTOS SEMISÓLIDOS O CEMENTOS ASFÁLTICOS (AC)

Formas de preparar cementos asfálticos

CRUDO O MEZCLA DE CRUDOS

RESIDUO DE VACÍO ASFALTO PARA PAVIMENTACIÓN (REDUCCIÓN DIRECTA)

BAJA VISC. ALTA VISC. MEZCLA DE RESIDUOS

MEZCLA CON DIESEL

DESAFALTIZADO (SOLVENTES)

OXIDACIÓN (SOPLADO CON AIRE)

Se designan generalmente por las letras AC (Asphalt Cement) Es considerado uno de los materiales ideales para pavimentación, pues

además de sus propiedades aglutinantes e impermeabilizantes, posee características de flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a la acción de la mayoría de ácidos, sales alcoholes.

Los cementos asfálticos se clasifican bajo tres sistemas diferentes :a. Viscosidad del asfalto original. Ej :AC 2.5 (25050 Poises a 60ºC)b. Viscosidad del asfalto después de envejecido. Ej : AR-10 (1000250

Poises a 60ºC)c. Mediante el ensayo de penetración : permite clasificarlos en los

siguientes tipos : AC 40-50 ; AC 60-70 ; AC 85-100 ; AC 120-150 ; AC 200-300

(100 grs, 5 seg, 25ºC) La principal aplicación de los AC es en la fabricación de concretos

asfálticos en planta y en caliente. Ecopetrol produce AC en las refinerías de Cartagena,

Barrancabermeja y Apiay

CEMENTO ASFALTICO RANGO PROMEDIO ENVEJECID

OBARANCABERMEJA 70-90 76 49

CARTAGENA 60-80 68 45APIAY 60-80 70 42

ASFALTOS LÍQUIDOS, REBAJADOS O CUT BACKS

Se fabrican por la mezcla de un AC + FLUIDIFICANTE VOLATIL El fluidificante se adiciona con la finalidad de proporcionarle al

cemento asfáltico la viscosidad necesaria para poderlo mezclar y trabajar con los agregados a bajas temperaturas.

Una vez elaborada la mezcla los solventes o fluidificantes se evaporan, quedando el residuo asfáltico, el cual envuelve y cohesiona las partículas del agregado.

Si el solvente utilizado es GASOLINA, se obtienen los asfaltos rebajados de curado rápido RC, (Rapid Curing)

Si el solvente utilizado es KEROSENE, se obtienen los asfaltos rebajados de curado medio MC, (Medium Curing)

Si el solvente utilizado es ACEITE LIVIANO, relativamente poco volatil, se obtienen los asfaltos rebajados de curado lento SC, (Slow Curing)

El ensayo que los clasifica es el de viscosidad cinemática (centiestokes)Viscosidad cinemática = Viscosidad absoluta/ densidad Los asfaltos liquidos se encuentran seguidos por un número que indica

el menor grado de viscosidad cinemática medida en centiestokes.

RC-30 RC-70 RC-250* RC-800 RC-300MC-30 MC-70* MC-250 MC-800 MC-3000SC-30 SC-70 SC-250 SC-800 SC-3000* Son los que se producen en el país por Ecopetrol.

1 S.S.F = 2.16 Centiestokes Se define curado de un asfalto líquido a la mayor o menor velocidad

con que se pierden los solventes. En un RC el porcentaje de AC oscila entre 55% - 80% En un MC el porcentaje de AC oscila entre 55% - 80% En un SC el porcentaje de AC oscila entre 70% - 95% El campo de aplicación de los asfaltos líquidos es función de la

superficie específica a recubrir del agregado :

1.RC :-Tratamientos superficiales - Estabilización de suelos arenosos - Riegos de liga

2. MC : - Imprimación de bases

3. SC : Fijación de polvo

CLASIFICACIÓN DE LOS ENSAYOS PRACTICADOS EN LOS MATERIALES ASFÁLTICOS

DE CARÁCTER PRÁCTICO : Determinan la calidad del material por su comportamiento real.

DE CARÁCTER CIENTÍFICO : Miden algunas propiedades físicas o químicas bien definidas.

DE CARÁCTER EMPÍRICO O ARBITRARIO : No tienen ningún fundamento teórico. Para estos ensayos se emplean aparatos perfectamente normalizados, en cuanto a dimensiones y condiciones operativas.

ENSAYOS DE CARÁCTER EMPÍRICOS

PROPIEDAD CEMENTO ASFALTICO ASFALTO LIQUIDO 1. Penetración (*)(+) 1. Viscosidad (+)

CONSISTENCIA 2. Ductilidad (*)(+)3. Viscosidad (*)4. Flotación5. Pto de ablandamiento

2. Peso específicoNota : al residuo de la destilación, se le realizan todos los ensayos de cementos asfálticos.

PUREZA(DURABILIDAD)

1. Peso específico2. Pérdida por calentamiento en

peícula delgada(*)3. Solubilidad en tetracloruro de

carbono (*) (+)4. Prueba de la mancha

Nota anterior

Velocidad de curado 1. Destilación (+)Seguridad de operación

1. Pto de llama (*)2. Contenido de agua

1. Pto de llama (+)2. Contenido de agua

(+)Ensayo clasificatorio (*) (+)

EMULSIONES ASFÁLTICAS

DEFINICIÓN   : Una emulsión es una dispersión de un líquido en forma de pequeñas gotas, dentro de otro no miscibles con el anterior. (sistema coloidal)

CLASIFICACIÓN DE LAS EMULSIONES EN FUNCIÓN DE LA NATURALEZA DE LAS FASES

1. Directas2. Inversas

COMPOSICIÓN DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

CEMENTO ASFALTICO   : 50% - 70%AGUA   : 30% - 50%EMULSIFICANTE O EMULSIVO   : 0.2% - 0.4%

VENTAJAS DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS

Ahorro en consumo energético No ofrece peligro de polución ambiental La emulsión se diseña para cada agregado Gran superficie específica

EMULSIVOS O EMULGENTES

Son sustancias constituidas por moléculas que contienen un grupo no polar de carácter hidrófobo (cadena hidrocarbonada R), y un grupo polar hidrófilo (con cargas positivas o negativas)

EMULSIVO ANIÓNICO : RCOONa ó RCCOK EMULSIVOS CATIONICOS : RNH3Cl

1. EMULSIONES ANIÓNICAS

2. EMULSIONES CATIÓNICAS

FUNCIONES DE LOS EMULSIOVOS O EMULGENTES

1. Ionizar la superficie del asfalto, con cargas eléctricas.2. Activar iónicamente la superficie de los áridos3. Facilitar la fabricación de la emulsión

RUPTURA DE UNA EMULSION

DEFINICIÓN : Se denomina ruptura de una emulsión a la separación de las fases.

CLASIFICACION : 1. De rotura rápida ( riegos y tratamientos superf.)2. De rotura media (Mezclas abiertas o intermedias)3. De rotura lenta ( Mezclas densas y slurries)

% PASA TAMIZ No 10 TIPO DE MEZCLA< 5% ABIERTA

5% - 15% SEMIABIERTA15% - 35% SEMIDENSA

> 35% DENSA

FACTORES QUE DETERMINAN EL ROMPIMIENTO DE UNA EMULSION

1. EVAPORACIÓN DE LA FASE ACUOSA2. CALENTAMIENTO (Brownmiano)3. MODIFICACIÓN DEL PH4. FRENTE A LOS AGREGADOS PÉTREOS

POR REACCION QUÍMICA FRENTE A LOS AGREGADOS

CONTENIDO DE SILICE (SiOH) 0% 50% 65% 100%

POSITIVOS MIXTOS NEGATIVOS

100% 0% CONTENIDO DE OXIDOS ALCALINOS ( CaCO3)

ROCAS ÁCIDAS ROCAS BÁSICAS ROCAS INTERMEDIASGRANITOS GABRO SIENITAGRANODIORITAS BASALTO TRAQUITAGRANITO PÓRFIDO PERIDIOTITA TRAQUIANDESITA

RIOLITA PIROXENITA DIORITADACITA DIABASA ANDESITA

COMPORTAMIENTO DE UNA EMULSIÓN ANIÓNICA FRENTE A LOS AGREGADOS

BÁSICOS ÁCIDOS

COMPORTAMIENTO DE UNA EMULSIÓN CATIÓNICA FRENTE A LOS AGREGADOS

BÁSICOS ÁCIDOS

FABRICACIÓN DE EMULSIONES ASFÁLTICAS

ASFALTO FLUXANTE AGUA EMULSIVO

FASE LIGANTE FASE ACUOSA

MOLINO HELICOIDAL

EMULSIÓN

DEPÓSITOS

TIPO DE EMULSIONES

ANIÓNICAS DE ROMPIMIENTO LENTO “ARL” ANIÓNICAS DE ROMPIMIENTO MEDIO “ARM” ANIÓNICAS DE ROMPIMIENTO RÁPIDO “ARR”

CATIÓNICAS DE ROMPIMIENTO LENTO “CRL” CATIÓNICA DE ROMPIMIENTO MEDIO “CRM” CATIÓNICAS DE ROMPIMIENTO RÁPIDO “CRR”

Si llevan el número : 1 : Baja viscosidad 2 : Alta viscosidad h : alta estabilidad

ENSAYOS A EMULSIONES ASFÁLTICAS

PESO ESPECÍFICO VISCOSIDAD SAYBOLT FUROL DESTILACIÓN TAMIZADO SEDIMENTACIÓN PH

LA MADERA

Los bosques tropicales de la región andina cubren aproximadamente el 47% de su superficie (220 millones de hectáreas).

2500 especies forestales 6oo aptas para la construcción

ESTRUCTURA DE LA MADERA

PARTES DEL TRONCO

1. Corteza exterior : (Tejido llamado Floema)2. Corteza interior : (Conduce el alimento elaborado en las hojas hacia las ramas, tronco y raices, esta constituido por liber)3. Cambium : (Produce las células de madera y liber)4. Madera o Xilema : 4.1 Albura (Conduce las sales y minerales de las raices a las hojas, es la aparte activa del xilema)

4.2 Duramen (Es la parte inactiva y es la que aporta

resistencia para el soporte del árbol)4.3 Médula (Es la parte central y está

constituido por tejido parenquimático)

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MADERA

CARBONO : 49% HIDRÓGENO : 6% OXÍGENO : 44% NITROGENO Y MINERALES : 1%

La combinación de estos elementos forman los siguientes componenetes de la madera : Celulosa (40 - 60%) ;Hemicelulosa (5 - 25%) ; Lignina(20 - 40%).

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA MEDERA

CONTENIDO DE HUMEDAD

Agua en la madera : Agua libre Agua higroscópica Agua de constitución

Estados de la madera : Estado verde Estado seco Estado anhidro : (1032ºc)

Humedad : PSF (25 - 35%) CHE ( 12 - 15%)

CAMBIOS DIMENSIONALES

Se deben principalmente a la ganancia o pérdida del agua higroscópica.

Cambio volumétrico total :B% Cambio volumétrico unitario :v%

v% Clasificación Usos0.15 - 0.35 Débil contracción Ebanistería0.35 - 0.55 Contracción media Construcción> 0.55% Fuerte contracción *

DENSIDAD

Densidad verde Densidad seca al aire Densidad anhidra Densidad básica

CLASIFICACIÓN DE LAS MADERAS DESDE EL PUNTO DE VISTA DE SU EMPLEO EN CONSTRUCCIÓN

LIVIANAS : Densidad Básica < 0.6 gr/cm3

Son empleadas en obras temporales como formaletas, cajas de embalaje, su durabilidad es moderada, dado que la mayoría son susceptibles a ataques de insectos. Se conocen en el mercado local como madera común. Ejemplos : Arenillo, mazábalo, cañabravo, laurel, soto, sajo, cativo

PESADAS : Densidad Básica > 0.6 gr/cm3

Se utilizan para obras permanentes como cubiertas, muelles, puentes, entrepisos. La durabilidad de casi todas es de alta a muy alta y son resistentes por naturaleza o todos o casi todos los agentes destructores.Ejemplos : Abarco, chanul, sapán, carreto, comino, nazareno, rayo, yaya.

GRUPOS ESTRUCTURALES

Facilitan y simplifican el uso de la madera como material estructural.

TABLA DE ESFUERZOS DE TRABAJO DE CADA GRUPO ESTRUCTURAL

PROPIEDAD UNIDAD GRUPO ESTRUCTURALA B C

Densidad básica g/cm3 1.0 - 0.71 0.56 - 0.70 0.40 - 0.55Flexión Kg/cm2 150 110 60

Compresión paralela Kg/cm2 120 85 50Compresión perpendic. Kg/cm2 60 45 30

Tracción paralela Kg/cm2 125 90 60Cizalladura Kg/cm2 15 12 10

Elasticidad mínima Kg/cm2*103 130 100 70Población % 20 60 20

* Los esfuerzos son de trabajo.FACTORES DE SEGURIDAD

Flexion : 8 a 10 Compresión paralela : 6 a 8 Compresión perpendicular : 4 a 6 Cizalladura : 5 a 7

GRUPO A Dens. Básica GRUPO B Dens. Básica GRUPO C Dens. BásicaBálsamo 0.82 Abarco 0.69 Carrá 0.51Algarrobo 0.76 Chanul 0.69 Tangare 0.49Mora 0.71 Chaquiro 0.69 Mora 0.46Caimito 0.75 Oloroso 0.69 Dormilón 0.44

Hato 0.63 Sande 0.42

FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA DE LA MADERA

Humedad Ataques de insectos Ataques de hongos

Defectos de la madera Tiempo de aplicación de la carga

HUMEDAD

Ph = PS*(PS/PV)-K K = (CH - CHE)/(PSF - CHE)

Ph = Valor de la humedad a un CH dadoPS = Valor de la propiedad en el estado CHEPV = Valor de la propiedad en estado verdeCH = Contenido de humedadCHE = Contenido de humedad de equilibrioPSF = Punto de saturación de la fibra

CORRELACIÓNES PROPIEDAD MECÁNICA VS. DENSIDAD BÁSICA.

PROPIEDAD MECÁNICA VERDE Exponencial LinealFLEXIÓN

Esfuerzo de rotura 1412*1.2 -109 + 1482Módulo de elasticidad 1860000.98 8000 + 177000COMP. PARALELAEsfuerzo de rotura 7081.25 -83.5 + 777

Nota : = gr/cm3 y propiedad en Kg/cm2

TIEMPO DE APLICACIÓN DE LA CARGA

TIEMPO DE APLICACIÓN FACTOR DE SEGURIDADPermanente 1.00

5 años 1.10

6 meses 1.202 meses 1.25

2 semanas 1.305 días 1.351 día 1.40

6 horas 1.501 hora 1.60

10 minutos 1.705 segundos o menos 2.00

ENSAYOS A LA MADERA

DENSIDAD

D15 = DH - d(H-15) Donde d = DH (1 - v/100) ; v en % d = (0.01 - v) ; v en decimal

COMPRESIÓN PERPENDICULAR A LA FIBRA

Probetas de 5x5x15 cm Velocidad de deformación : 0.3 mm/minuto Se aplica carga hasta que la deformación sea del 5% de la altura Resultados : Esfuerzos al 1% y al 5%

COMPRESIÓN PARALELA A LA FIBRA

Probetas de 3x3 cm hasta de 5x5 cm y de 2 a 4 veces el lado Velocidad de deformación : 0.6 mm/minuto Resultados : - Curva esfuerzo vs deformación

Esfuerzo en el límite proporcional Esfuerzo máximo Modulo de elasticidad

FLEXIÓN

Probetas de 2.5x2.5x 41 cm ; Veloc. Def. : 1.3 mm/minuto Probetas de 5x5x75 cm ; Veloc. Def. : 2.5 mm/minuto Resultados : Módulo de rotura Mr = (M*Z)/I Módulo de elasticidad E = (PLP* L3)/(4BH3*LP)

CORTE O CIZALLADURA

Probetas de 5x5x6.5 cm Velocidad de deformación : 0.6 mm/minuto Resultados : Esfuerzo de corte

PRODUCTOS CERÁMICOSPROPIEDADES DE LA ARCILLA

PLASTICIDAD COHESIÓN FUSIONALIDAD

PRODUCTOS CERÁMICOS

TEJERÍA (900ºC - 1000ºC) ALFARERÍA (1000ºC - 1500ºC)

TEJERÍA : Ladrillos Tejas Tubos ALFARERÍA : 1. Materiales de recubrimiento

Vitricota Fachaleta Mayolita Azulejo

2. Materiales de piso Mayólica

Cerámica

3. Varios Gres Loza Porcelana

PROCESO DE FABRICACIÓN

1. Extracción2. Amasado3. Colocación4. Secado5. Cocción

EL LADRILLO

LADRILLO MACIZO  LADRILLO HUECO

DIMENSIONES DEL LADRILLO

Largo Ancho Alto

Sección Bruta : Área resultante de multiplicar las dos dimensiones que estaban contenidas en el plano perpendicular a la carga.

Sección Efectiva : Área resultante al restarle a la sección bruta el área de los huecos.

ENSAYOS A LADRILLOS

Toma de muestras : - Lotes de 50000 unidades 10 unidades al azar para dimensiones 3 no cumplen con las medidas (3%), otros 10 3 no cumplen las medidas se rechaza el lote.

RESISTENCIA A LA COMPRESION

Preparación de las muestras Aplicación de la capa de azufre - arcilla (40% - 60%) Dejar enfriar mínimo 2 horas Si presenta oquedades, rellenar con pasta de cemento portland y

dejar fraguar por 24 horas

Aplicación de la carga Hasta la mitad de la carga supuesta a cualquier velocidad La carga restante se aplica gradualmente entre 1 y 2 minutos

Resultados  Resistencia a la compresión

RESISTENCIA A LA FLEXIÓN

Preparación de la muestra Secar la muestra a 110ºC por 24 horas

Procedimiento de ensayo Colocar su cara mayor sobre apoyos (12 a 15 cm) Mantener las tres líneas de carga paralelas

Aplicar la carga hasta la rotura Velocidad de carga : 1.5 mm/minuto ó 910Kg/minuto.

Cálculos Resistencia a la flexión o módulo de rotura Rf = MZ/I

ABSORCIÓN DE AGUA

Preparación de la muestra Secar a 110ºC por 24 horas Sumergir en agua destilada por 24 horas (15ºC - 30ºC) Sacar la muestra y con un paño darle la condición SSS

Cálculos % de absorción

TASA INICIAL DE ABSORCIÓN

CLASIFICACIÓN DE LOS LADRILLOS

RESIST. MÍN. COMPRESIÓN (Kg/cm2) DE SEC.BRUTA

R. MIN.FLEXIÓN %ABS.

TIPO PROMED. DE 5 UNIDADES INDIVIDUAL PROM. 5 UNIDAD. X DE 5 U.L. MACIZO L. HUECO L. MACIZO L. HUECO MACIZO ó HUECO M. ó H.

I 300 70 250 60 40 12II 200 50 150 40 30 16III 80 40 60 30 20 20

DOSIFICACIÓN DE AGREGADOS

INTRODUCCIÓN

FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA DOSIFICACIÓN Granulometría de los agregados. Especificación granulométrica. Proporciones de mezcla

RECOMENDACIONES PARA DOSIFICAR AGREGADOS1. Dibujar en un gráfico granulométrico la especificación y los

materiales con que se cuenta.2. Analizar el gráfico anterior3. Dibujar la franja granulomértica mas grande4. Analizar la franja dibujada

MÉTODOS PARA DOSIFICAR AGREGADOS1. Método gráfico2. Método analítico

MÉTODO GRÁFICO (Dosificación de dos agregados, proporciones en peso) Ejemplo de dosificación Factor de seguridad Solución ingenieril

Alternativas de solución : $A > $B $A< $B $a = $B

Comprobación analítica de la solución