BOLETIN TECNICO CEMENTO 1984 N° 9

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GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS GRUESOS

De la importancia de la granulometría

El estudio de la granulometría de los agregados ha ocupado un importante lugar dentro de las primeras investigaciones realizadas sobre el concreto. El proporcionamiento de los agregados finos y gruesos para producir mezclas de la más alta compasidad y, por ende, más resistentes y económicas, dio origen a la propuesta de numerosas curvas prototipo o "ideales".

En el análisis de la compasidad se ha estimado que los agregados de similar dimensión

producen el mayor número de vacíos, mientras que de existir una determinada diferencia entre los tamaños, su acomodación se produce con la máxima compasidad. Este concepto ha llevado a proponer como prototipo las denominadas granulometrías discontinuas, que presentan carencia de ciertos grupos granulométricos intermedios, a diferencia de las granulometrías continuas o tradicionales, que contienen todos los tamaños normalizados.

En la actualidad, existe concenso que las granulometrías ideales no pueden generalizarse, por no asegurar ventajas ciertas en lo que respecta a la trabajabilidad y resistencia del concreto. Especificaciones granulométricas

El Reglamento Nacional de Construcción especifica la granulometría de los agregados gruesos en 10 series granulométricas similares a las normalizadas por el ASTM.

Estas series, no constituyen curvas rigurosas, sino que definen zonas o franjas

granulométricas, con límites amplios. Este tipo de especificación es admisible si tenemos en cuenta que los agregados son materiales de producción barata, que no deben tener costo excesivo en su manejo; siendo prudente utilizar aquellos que se encuentran en el lugar de la obra o en su vecindad.

La elección de una serie granulométrica debe efectuarse de acuerdo con el tamaño máximo del agregado, asegurando una adecuada trabajabilidad, de manera que el concreto pueda ser consolidado sin exigir demasiado trabajo mecánico.

Una vez definida la granulometría, para la producción de un concreto de calidad, es

necesario que el aprovisionamiento del agregado grueso presente la menor variación posible, manteniéndose la regularidad de su granulometría.

Las especificaciones reglamentarias se dan en la tabla No. 1. Las mallas utilizadas para determinar la granulometría de los agregados, se designan por

el tamaño de la abertura cuadrada en pulgadas. Las mallas son las siguientes: 3 1/2", 2 1/2", 2", 1 1/2", 1", 1/2", 3/4" y 3/8". La norma ASTM establece las siguientes series granulométricas:

Boletín Técnico N° 9. 1984

Tabla N° I N° ASTM

Tamaño Máx. nominal

1 2

357 467 57 67 7 8 3 4

3 ½ a 1 ½ in (90 a 37.5 mm) 2 ½ a 1 ½ in (63 a 37.5 mm) 2 in. a N° 4 (50 a 4.75 mm) 1 ½ in a N° 4 (37.5 a 4.75 mm) 1 in a N° 4 (25. a 4.75 mm) ¾ in a N° 4 (19.0 a 4.75 mm) ½ in a N° 4 (12.5 a 4.75 mm) 3/8 in a N° 8 (9.5 a 2.36 mm) 2 a 1 in (50.0 a 25.o mm) 1 ½ a ¼ in (37.5 a 19.0 mm)

La figura N° 1 expresa una gráfica de granulometría, las ordenadas representan el porcentaje que pasa las mallas y las abcisas las aberturas en escala logarítmica, dándose tres ejemplos que permiten una fácil operación.

Fig. 1

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Expresión de la granulometría

La granulometría de los agregados gruesos se expresa de diferentes maneras. La relación d/D se refiere a los agregados cuyas dimensiones varían desde d para los

menores hasta D para los mayores. Las granulometrías se definen también en función de los conceptos: tamaño máximo del

agregado y tamaño nominal máximo. El tamaño máximo se utiliza para seleccionar el agregado según las condiciones de

geometría del encofrado y el refuerzo de acero. Corresponde a la malla más pequeña por la que pasa toda la muestra de agregado.

El tamaño nominal máximo, se da generalmente como referencia de la granulometría y

corresponde a la malla más pequeña que produce el primer retenido.

En el ejemplo de la figura No. 1, la granulometría definida por ASTM como No. 357 puede expresarse como 2"/N° 4, el tamaño máximo será de 2 1 /2" y el tamaño nominal máximo corresponde a 2". Esta precisión es importante cuando se desea aplicar la recomendación del diseño de mezcla del ACI, o evaluar estudios que adopten esta clasificación. En efecto, en la mayoría de los casos, en la comercialización de los agregados en nuestro país no se siguen estos criterios.

El tamaño máximo

El Reglamento Nacional de Construcción prescribe que el tamaño máximo del agregado no debe ser mayor de: - 1/5 de la menor separación entre los lados del encofrado; - 1/3 del peralte de la losa; - 3/4 del espaciamiento mínimo libre entre las varillas o alambres individuales de refuerzo, paquetes de varillas, cables o ductos de presfuerzo.

Estas limitaciones están dirigidas a que las barras de refuerzo queden convenientemente recubiertas y no se presenten cavidades de las llamadas "cangrejeras". Sin embargo, pueden omitirse por excepción, si el ingeniero responsable comprueba que los métodos de puesta en obra y la trabajabilidad del concreto lo permiten.

Se considera que, cuando se incrementa el tamaño máximo del agregado, se reducen los

requerimientos del agua de mezcla, incrementándose la resistencia del concreto. En general, este principio es válido con agregados hasta 1 1/2". En tamaños mayores, sólo es aplicable a concretos con bajo contenido de cemento. BIBLlOGRAFIA - Standard Specification for concrete agregates. ASTM C. 33. - Reglamento Nacional de Construcciones. Lima-Perú

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REQUERIMIENTOS DE GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS GRUESOS

% que pasa por los tamices normalizados N°

ASTM Tamaño nominal 100mm

(4”) 90mm (3 ½”)

75mm (3”)

63mm (2 ½ “ )

50mm (2”)

37.5 mm (1 ½”)

25.0mm (1”)

19.0mm (3/4”)

12.5mm (1/2”)

9.5mm (3/8”)

4.75mm (N° 4)

2.36mm (N° 8)

1.18mm (N° 16)

1 90 a 37.5mm (3 ½” a 1 ½”)

100 90 a 100 25 a 60 0 a 15 0 a 5

2 63 a 37.5mm (2 ½” a 1 ½”)

100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 0 a 5

3 50 a 25.0mm (2” a 1”)

100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 0 a 5

357 50 a 4.75 mm (2” a N° 4)

100 95 a 100 35 a 70 10 a 30 0 a 5

4 37.5 a 19.0 mm (1 ½ “ a ¾”)

100 90 a 100 20 a 55 0 a 15 0 a 5

467 37.5 a 4.75 mm (1 ½” a N° 4)

100 95 a 100 35 a 70 10 a 30 0 a 5

5 25.0 a 9.5 mm (1” a ½ ”)

100 90 a 100 20 a 55 0 a 10 0 a 5

56 25.0 a 9.5 mm (1” a 3/8)

100 90 a 100 40 a 85 10 a 40 0 a 5 0 a 5

57 25.0 a 4.75 mm (1” a N° 4)

100 95 a 100 25 a 60 0 a 10 0 a 5

6 19.0 a 9.5 mm (3/4” a 3/8”)

100 90 a 100 20 a 55 0 a 15 0 a 5

67 19.0 a 4.75 mm (3/4” a N° 4)

100 90 a 100 20 a 55 0 a 10 0 a 5

7 12.5 a 4.75 mm (1/2” a N° 4)

100 90 a 100 40 a 70 0 a 15 0 a 5

8 9.5 a 2.36 mm (3/8 a N° 8)

100 85 a 100 10 a 30 0 a 10 0 a 5

Tabla N° 2