SEMANA 07..!!!

AGUA PARA CONCRETO Y MORTERO

EL AGUA: 

El papel del agua en la elaboración de un concreto es de suma importancia, ya que la cantidad utilizada en relación con la cantidad de cemento (Relación A/C) depende de la manejabilidad y las resistencias finales.

·                     También hay que hacer énfasis en la calidad del agua para elaborar el concreto. Sé que si el agua es buena para beber, es buena para hacer concreto, creencia no del todo cierta ya que aguas azucaradas o con sustancia adicionadas en plantas de tratamiento, tales cómo cloro, flúor o sulfatos de aluminio e incluso sabores artificiales, no son adecuadas para hacer concretos.

·                      El agua que se va a usar debe de estar limpia, cuando se usan aguas turbias o con materiales orgánicos se obtienen concretos de baja resistencia y poca durabilidad.

·                      Se pueden usar aguas de ríos y quebradas si estas no se encuentran turbias, las aguas de lagos y pantanos no son muy recomendables. El cemento portland fija, para su endurecimiento, una cantidad de agua correspondiente a una relación agua / cemento = 0,4.

·                      Si se registra presencia de carbonatos y que se piensa trabajar, se deja reposar bicarbonatos de sodio o de potasio en el durante 24 horas, si al cabo de este agua de la mezcla, estos pueden tiempo el agua se conserva turbia, es un agua no apta para concretos. Si se reaccionar con el cemento produciendo presenta material en el fondo y este no rápido fraguado; en altas es mucho, se debe de almacenar el concentraciones también disminuyen la agua en canecas para que los sólidos se resistencia del concreto. depositen en el fondo, y podamos usar el agua superficial. 

·                     El alto contenido de cloruros en el agua de mezclado puede producir corrosión

·                     El agua de mar no es recomendable en en el acero de refuerzo o en los cables la elaboración de concretos. de tensionamiento de un concreto pre esforzado.

·                      Las aguas que contengan menos de 2000 p.p.m. de sólidos disueltos generalmente son aptas para hacer concretos.

·                      El agua que contenga hasta 10000 concretos; si tienen más de esta p.p.m. de sulfato de sodio, puede ser cantidad deben ser ensayados para usada sin problemas para el concreto. determinar sus efectos sobre la resistencia del concreto. Para estar más seguro de el agua que vas a usar lleva una muestra a un laboratorio y pide que la analicen.

·                      Las aguas acidas con pH por debajo de 3 pueden crear problemas en el manejo u deben ser evitadas en lo posible.

·                      Cuando el agua contiene aceite mineral (petróleo) en concentraciones superiores a 2%, pueden reducir la resistencia del concreto en un 20%.

·                      Cuando la salinidad del agua del mar es menor del 3.5%, se puede utilizar en concretos no reforzados y la resistencias del mismo disminuye en un 12%, pero si la salinidad aumenta al 5% la reducción dela resistencia es del 30%.

·                     El agua del curado tiene por objeto mantener el concreto saturado para que se logre la casi total hidratación del cemento, permitiendo el incremento de la resistencia.

·                     Las sustancias presentes en el agua para el curado pueden producir manchas en el concreto y atacarlo causando su deterioro, dependiendo del tipo de sustancias presentes. Las causas más frecuentes de manchas son: El hierro o la materia orgánica disuelta en el agua.

·                      

USOS DEL AGUA (para concreto):

En relación con su empleo en el concreto, el agua tiene dos diferentes aplicaciones: como ingrediente en la elaboración de las mezclas y como medio fe curado de las estructuras recién construidas. En el primer caso es de lS0 interno como agua de mezclado, y en el segundo se emplea exteriormente =cuando el concreto se cura con agua. aunque en estas aplicaciones las características del agua tienen efectos de diferente importancia sobre el concreto, es usual que se recomiende emplear igual de una sola calidad en ambos casos. Así, normalmente, en las especificaciones para concreto se hace referencia en primer término a los requisitos que debe cumplir el agua para elaborar el concreto, porque sus efectos son más importantes, y después se indica que el agua que se utilice para curarlo debe ser del mismo origen, o similar, para evitar que se subestime esta segunda aplicación y se emplee agua de curado con características inadecuadas.

En determinados casos se requiere, con objeto de disminuir la temperatura del concreto al ser elaborado, que una parte del agua de mezclado se administre en forma de hielo molido o en escamas. En tales casos, el agua que se utilice para fabricar el hielo debe satisfacer las mismas especificaciones de calidad del agua de mezclado.

Como componente del concreto convencional, el agua suele representar aproximadamente entre lO y 25 por ciento del volumen del concreto recién mezclado, dependiendo del tamaño máximo de agregado que se utilice y del revenimiento que se requiera(38). Esto le concede una influencia importante a la calidad del agua de mezclado en el comportamiento y las propiedades del concreto, pues cualquier substancia dañina que contenga, aún en proporciones reducidas, puede tener efectos adversos significativos en el concreto.

Una práctica bastante común consiste en utilizar el agua potable para fabricar concreto sin ninguna verificación previa, suponiendo que toda agua que es potable también es apropiada para elaborar concreto; sin embargo, hay ocasiones en que esta presunción no se cumple, porque hay aguas potables aderezadas con citratos o con pequeñas cantidades de azúcares, que no afectan su potabilidad pero pueden hacerlas inadecuadas para la fabricación de concreto(73). En todo caso, la consideración contraria pudiera ser más conveniente, es decir, que el agua para la elaboración del concreto no necesariamente requiere ser potable, aunque sí debe satisfacer determinados requisitos mínimos de calidad.

ENSAYOS DE DETERMINACION CALIDAD

Los requisitos de calidad del agua de mezclado para concreto no tienen ninguna relación obligada con el aspecto bacteriológico (como es el caso de las aguas potables), sino que básicamente se refieren a sus características fisico-químicas ya sus efectos sobre el comportamiento y las propiedades del concreto.

Características fisico-químicas:

Refiriéndose a las características fisico-químicas del agua para concreto, no parece haber consenso general en cuanto a las limitaciones que deben imponerse a las substancias e impurezas cuya presencia es relativamente frecuente, como puede ser el caso de algunas sales inorgánicas (cloruros, sulfatos), sólidos en suspensión, materia orgánica, di óxido de carbono disuelto, etc. Sin embargo, en lo que sí parece haber acuerdo es que no debe tolerarse la presencia de substancias que son francamente dañinas, como grasas, aceites, azúcares y ácidos, por ejemplo. La presencia de alguna de estas substancias, que por lo demás no es común, debe tomarse como un síntoma de contaminación que requiere eliminarse antes de considerar la posibilidad de emplear el agua.

Cuando el agua de uso previsto es potable, cabe suponer en principio que sus características fisico-químicas son adecuadas para hacer concreto, excepto por la posibilidad de que contenga alguna substancia saborizante, lo cual puede detectarse fácilmente al probarla. Así, por ejemplo, el USBR(15) considera que si el agua es clara, y no tiene sabor dulce, amargo o salobre, puede ser usada como agua de mezclado o de curado para concreto, sin necesidad de mayores pruebas.

Si el agua no procede de una fuente de suministro de agua potable, se puede juzgar su aptitud como agua para concreto mediante los requisitos fisico-químicos contenidos en la Norma Oficial Mexicana NOM C-122(46), recomendados especialmente para aguas que no son potables. Para el caso especifico de la fabricación de elementos de concreto preesforzado, hay algunos requisitos que son más estrictos en cuanto al limite tolerable de ciertas sales que pueden afectar al concreto y al acero de preesfuerzo, lo cual también se contempla en las NOM C-252(47) y NOM C-253(48).

En la Tabla 1.24 se reproducen los limites especificados en dichas normas, para las sales e impurezas que con mayor frecuencia se hallan presentes en las aguas que no son potables, a fin de que no se excedan en el agua que se utilice para la elaboración de concreto.

Efectos en el concreto

En diversas especificaciones y prácticas recomendadas, al establecer la calidad necesaria en el agua de mezclado, se pone más énfasis en la valuación de los efectos que produce en el concreto, que en la cuantificación de las substancias indeseables e impurezas que contiene. Esto aparentemente se justifica porque tales reglamentaciones están dirigidas principalmente a construcciones urbanas, industriales o similares, cuyo concreto se produce en localidades donde normalmente se dispone de suministro de agua para uso industrial o doméstico.

No siempre ocurre así durante la construcción de las centrales eléctricas, particularmente de las hidroeléctricas, en donde es necesario acudir a fuentes de suministro de agua cuya calidad es desconocida y con frecuencia muestra señales de contaminación. En tal caso, es prudente determinar en primer término las características fisico-químicas del agua y, si estas son adecuadas, proceder a verificar sus efectos en el concreto.

Los efectos indeseables que el agua de mezclado de calidad inadecuada puede producir en el concreto, son a corto, mediano y largo plazo. Los efectos a corto plazo normalmente se relacionan con el tiempo de fraguado y las resistencias iniciales, los de mediano plazo con las resistencias posteriores (a 28 días o más) y los de largo plazo pueden consistir en el ataque de sulfatos, la reacción álcali-agregado y la corrosión del acero de refuerzo. La prevención de los efectos a largo plazo se consigue por medio del análisis químico del agua antes de emplearla, verificando que no contenga cantidades excedidas de sulfatos, álcalis, cloruros y di óxido de carbono disuelto, principalmente. Para prevenir los efectos a corto y mediano plazo, se acostumbra precalificar el agua mediante pruebas comparativas de tiempo de fraguado y de resistencia a compresión a 7 y 28 días. En estas pruebas se comparan especímenes elaborados con mezclas idénticas, en las que sólo cambia la procedencia del agua de mezclado: agua destilada en la mezcla-testigo y el agua en estudio en la mezcla de prueba.

Las pruebas de tiempo de fraguado pueden efectuarse en pasta de cemento, según los métodos NOM C-58 o C-59 (ASTM C 266 o C 191), o bien en mezclas de concreto conforme al método NOM C-177 (ASTM C 403). Para llevar a cabo las pruebas de resistencia a compresión, se emplean normalmente especímenes de mortero, elaborados y ensayados de acuerdo con el método NOM C-61 (ASTM C 109), aunque también es posible utilizar especímenes de concreto, elaborados y ensayados conforme a los métodos NOM C-159 y C-83 (ASTM C 192 y C 39).

VERIFICACION DE CALIDAD

La verificación de la calidad del agua de uso previsto para elaborar el concreto, debe ser una práctica obligatoria antes de iniciar la construcción de obras importantes, como es el caso de las centrales para generar energía eléctrica. Sin embargo, puede permitirse que esta verificación se omita en las siguientes condiciones:

1) El agua procede de la red local de suministro para uso doméstico y no se le aprecia olor, color ni sabor; no obstante que no posea antecedentes de uso en la fabricación de concreto.

2) El agua procede de cualquier otra fuente de suministro que cuenta con antecedentes de uso en la fabricación de concreto con buenos resultados, y no se le aprecia olor, color ni sabor.

Por el contrario, la verificación de calidad del agua, previa a su empleo en la fabricación de concreto, debe ser un requisito ineludible en los siguientes casos:

3) El agua procede de la red local de suministro para uso doméstico y, aunque posee antecedentes de U80 en la fabricación de concreto, se le aprecia cierto olor, color o sabor.

4) El agua procede de cualquier fuente de suministro sin antecedentes de uso en la fabricación de concreto, aunque no manifieste olor, color ni sabor.

Cuando la obra se localiza en las inmediaciones de un centro de población, es muy probable que exista abastecimiento de agua en la localidad, del cual pueda disponerse para fabricar el concreto. Al referirse a esta red de suministro público, es pertinente distinguir entre el agua para uso doméstico y para uso industrial. La primera por lo general reúne condiciones fisico-químicas de potabilidad, salvo eventuales fallas en el aspecto bacteriológico que pueden hacerla impropia para el consumo humano, pero no afectan al concreto. El agua para uso industrial por lo común no es potable, no sólo en el aspecto bacteriológico sino también en el aspecto fisico-químico, pues frecuentemente proviene del tratamiento de aguas negras o es agua reciclada de procesos industriales, por lo cual puede contener sustancias dañinas al concreto. Por tal motivo, siempre es necesario verificar la calidad del agua de uso industrial, a menos que tenga antecedentes de uso con buen éxito en la fabricación de concreto.

·                     Hay otras fuentes de suministro de agua para elaborar el concreto en sitios alejados de los centros de población, como son los pozos, manantiales corrientes superficiales (arroyos y ríos), almacenamientos naturales (lagos lagunas) y almacenamientos creados artificialmente (vasos de presas). Salvo que existan antecedentes de uso del agua en la fabricación de concreto con buenos resultados, debe verificarse invariablemente su calidad antes d emplearla.

·                     En cuanto al agua de mar, su principal inconveniente al ser juzgada como agua de mezclado para concreto, consiste en su elevado contenido de cloruros (más de 20000 ppm) que la convierten en un medio altamente corrosivo para e acero de refuerzo, y esto la hace inaceptable para su empleo en el concreto reforzado. No obstante, en determinados casos se ha llegado a emplear agua de mar para la elaboración de concreto destinado a elementos no reforzados Un ejemplo local de ello lo constituyen las escolleras de algunas centra le termoeléctricas situadas a la orilla del mar, construidas mediante el apilamiento de grandes bolsas de plástico rellenas in situ con un mortero fluido bombeable, hecho a base de arena, cemento portland tipo 110 tipo V y eventualmente, agua de mar en vez de agua dulce. En casos así, es necesario verificar si el tiempo de fraguado del mortero o del concreto, con el cemento de uso previsto, es adecuado para las condiciones de obra ya que el exceso d cloruros en el agua de mar tiende a acelerar el fraguado.

·                     En la construcción de centrales eléctricas, y en especial hidroeléctricas, es bastante común disponer del agua procedente de corrientes fluviales que pueden contener substancias contaminantes de diversa índole. La manera recomendable de proceder en estos casos, consiste en obtener muestras del agua con suficiente anticipación al inicio de las obras, con objeto de verificar sus características fisico-quimicas y sus efectos en el concreto. Estas muestras deben colectarse en diversas épocas del año, para abarcar todas las posibles condiciones de suministro, y del resultado de su verificación debe poder concluirse si el agua es aceptable en su estado original, o si requiere ser sometida a algún tratamiento previo de sedimentación, filtración, etc.

Posteriormente, en el curso del suministro, debe implantarse un plan de verificación rutinaria, mediante muestreo y ensaye periódico, de acuerdo con los programas de construcción. El muestreo del agua para esta finalidad, debe conducirse según el método de la NOM C-277, y el análisis correspondiente debe realizarse conforme a la NOM C-283.

Procedimiento prueba de vicat 

·                     Debido a que no se contaba con una mezcladora de dos velocidades que operara adecuadamente, se mezclaron 500 gr. de cemento blanco con agua a mano, esto . con ayuda de una pala de hule para batido y dentro del tambo que la norma especifica.

·                      Se vació el agua dentro del tambo y subsecuentemente el cemento blanco marca Apasco, se esperó 30 segundos para su absorción y finalmente se mezcló a mano hasta lograr una perfecta integración de la pasta.

·                      Una vez elaborada la pasta, se tomó con las manos (utilizando guantes) una / porción de esta cuyo volumen fuera aproximado al del molde de prueba. Esta muestra se arrojó seis veces de una a otra mano ( estando estas aproximadamente a 15 cm una de la otra) para así lograr una forma redondeada del espécimen.

·                     Se introdujo la muestra dentro del molde cónico rígido (sin comprimir) y se afinó la superficie, se colocó la base de acrílico sobre el cono y se volteó en conjunto. Finalmente se colocó el espécimen de prueba en el aparato Vicat.

·                      Una vez colocado el espécimen de prueba de manera centrada en el aparato Vicat, se llevó el borde de la varilla móvil del aparato hasta el ligero contacto con la parte superior de la muestra, se fijó en ese punto, se calibró la marca de graduación y se soltó la varilla.

AGUAS

Agua en Morteros y Hormigones:

 Al agua se la utiliza como plastificante y como agente reactivo para el proceso del fragüe y luego del endurecimiento.

Calidad del agua: 

Debe ser limpia, potable e improvista de impurezas.

El agua dulce impide el fragüe del cemento.

El agua de lluvia ataca al cemento Pórtland.

El agua destilada disuelve la cal.

Temperatura del agua: 

La temperatura va a influir en el proceso de endurecimiento, cuando la temperatura es mayor más rápido endurece.

Cantidad de agua:

 Solo como reactivo del proceso de fragüe el 25 %.

A medida que tenga más agua el preparado menos resistente resultara, por eso hay que limitarse con la cantidad de agua.

Si hay exceso de agua en el preparado, en el secado el excedente de agua se evaporara, lo que nos dejara un material poroso y con poca resistencia.

En los hormigones el agua se calcula a partir de la suma de todos los componentes haciendo relación, lo que casi siempre da un 15 %.

En la relación agua-cemento la cantidad de agua es para hidratar el cemento, para que cumpla su poder aglutinante y obtener una mezcla con la debida consistencia. Por lo tanto la relación agua-cemento es el cociente entre la cantidad de litros de agua utilizados en el amasado y la cantidad de kg utilizados de cemento.

Dosificación: es la cantidad de materiales, aglomerante, agregados, etc., que se utilizará para obtener mortero u hormigón.

Dosificación por volumen: se toma un patrón, como un balde, y en el se basa la composición, la cual será irregular. Por ejemplo, MC 1:3 van a ser 1 balde de cemento y 3 baldes de arena.

Dosificación por peso: 

se pesan todos los ingredientes, tiene regularidad en su composición.

Dosificación mixta:

 los ingredientes pulvurentos se pesan y los demás se los calcula por su volumen.

AGUA DE MAR

El agua de mar o agua salada es una solución hecha o basada 

en agua que compone los océanos y mares de la Tierra. Es salada por la concentración de sales minerales disueltas que contiene, un 35 ‰ (3,5 % o 35 g/L) como media. La densidad media en superficie es de 1,025 g/ml, siendo más densa que el agua dulce y el agua pura. A mayor contenido en sal más baja su punto de congelación, por lo que el agua del mar se convierte en hielo sobre los −2 °C, si bien se ha registrado¹ una corriente en la Antártida a −2,6 °C. El océano contiene un 97,25 % del total de agua que forma la hidrosfera.

INSPECCION

NTP 334.123:2002  Cementos. Especificación normalizada para materiales combinados, secos y envasados para mortero y hormigón (concreto).

NTP 334.129:2003   Cementos. Cemento de albañilería. Método de ensayo para la determinación de la resistencia a la flexión por adherencia

NTP 334.138:2004  Cementos. Método de ensayo para determinar la retención de agua en morteros de base cemento Portland y enlucidos

NTP 334.147:2004  Cementos.  Especificaciones normalizadas del cemento para mortero

CALOR DE HIDRATACION

NTP 334.047:1979 Cemento portland puzolánico, método de ensayo de determinación del calor de hidratación

NTP 334.064:1999  Cementos, método de ensayo para determinar el calor de hidratación de Cementos portland

NTP 334.055:1999  Cementos. Método de ensayo para determinar el índice de actividad puzolánica por el método de la cal. 2a edición

NTP 334.066:1999 Cementos. Método de ensayo para determinar el índice de actividad puzolánica utilizando cemento portland. 2a. Ed.

NTP 334.087:1999  Cementos. Adiciones minerales en pastas, morteros y concretos; microsilice. Especificaciones

NTP 334.104:2001  Cementos. Adiciones minerales del hormigón (concreto) puzolana natural cruda o calcinada y ceniza. Especificaciones

NTP 334.117:2002  Cemento. Método de ensayo para la determinación de la eficiencia de adiciones minerales o escoria granulada de alto horno, en la prevención de la expansión anormal del concreto debido a la reacción álcali-sílice

SEMANA 06..!!!

AGREGADOS

  Concepto:

Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados:

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011.

Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto.

Los agregados son materiales inorgánicos naturales o artificiales que están embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros).

Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos.

Los agregados finos

consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente 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 características 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 volumétricas y durabilidad del concreto. Es la matriz que une los elementos del esqueleto granular entre sí. 

Agregados naturales

Son aquellos procedentes de la explotación de fuentes naturales tales como: depósitos de arrastres fluviales (arenas y gravas de río) o glaciares (cantos rodados) y de canteras de diversas rocas y piedras naturales. Pueden usarse tal como se hallen o variando la distribución de tamaños de sus partículas, si ello se requiere

El agregado fino

 Se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas.

El  agregado grueso

Es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

El hormigón

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.

Agregados artificiales

Por lo general, los agregados artificiales se obtienen a partir de productos y procesos industriales tales como: arcillas expandidas, escorias de alto horno, clinker, limaduras de hierro y otros, comúnmente estos son de mayor o menor densidad que los agregados corrientes

Sub-Productos

Subproductos: Los de carácter secundario o accesorio de la fabricación principal.

Residuos: Los obtenidos inevitablemente y al mismo tiempo que los productos o subproductos, siempre que tengan valor intrínseco y puedan ser utilizados o vendidos.

Materiales recuperados: Los que, por tener valor intrínseco entran nuevamente en almacén después de haber sido utilizados en el proceso productivo. Material o sustancia obtenida en un proceso de producción industrial, de transformación o de consumo al cual la empresa productora no le encuentra utilidad y por lo tanto es gestionado como residuo y que sin embargo, sí puede ser utilizado como materia prima o auxiliar en otro proceso productivo distinto, sin someterse previamente a una operación de tratamientos significativa y sin poner en peligro la salud humana ni causar perjuicios al medio ambiente

Agregados de peso normal Los agregados de peso normal comúnmente proceden de la desintegración, por causas naturales o medios artificiales, de rocas con peso especifico entre 2.4 y 2.8, aproximadamente; de manera que al utilizarlos se obtienen concretos con peso volumétrico, en estado fresco, en el intervalo aproximado de 2200 a 2550 kg./m3. Existen diversas características en los agregados, cuyas diferencias permiten clasificarlos e identificarlos.  Todo el concreto que se utiliza es de peso normal, con base en esa consideración, so1o se aborda aquí el tema de los agregados denominados de peso normal, porque son los que se utilizan en la elaboración. Cada una de estas variedades del concreto de peso normal tiene, en algún aspecto, requisitos propios para sus agregados; sin embargo, los requisitos básicos y más generales son los correspondientes a los agregados para el concreto convencional, porque abarcan el campo de aplicación de mayor amplitud. Además, los aspectos que en la Sección 2 se mencionan acerca del comportamiento geológico del concreto, tanto en estado fresco como endurecido, son más bien aplicables al concreto convencional porque se elabora con pastas de cemento de consistencia plástica. Por todo ello, conviene centrar el interés en los agregados de peso normal destinados al, concreto convencional. Agregados de peso ligero Este tipo de agregado se produce para fabricar concretos ligeros o de baja densidad que generalmente no requiere una alta resistencia para lo cual se necesita que estos agregados sean de peso unitario relativamente más bajo que las arenas naturales Agregados de gran peso

Funcionan como material de blindaje para proteger a obreros y equipo delos peligros efectos de los rayos x, de los rayos gamma, y de la radiación de neutrones. Los recortes de acero y la munición se usan donde se requiere un concreto que pese más de 4800Kg/m3.Los agregados muy pesado como Barita Recortes de acero

Características de los agregados

Resistencia al desgaste

El desgaste es conocido desde que el ser humano comenza utilizar elementos naturales que le servían como utensilios do Èsticos. Este fenómeno al igual que la corrosión y la fatiga, es una de las formas más importantes de degradación de piezas, elementos mecánicos y equipos industriales. El desgaste puede ser definido como el dado superficial sufrido por los materiales después de determinadas condiciones de trabajo a los que son sometidos. Este fenómeno se manifiesta por lo general en las superficies de los materiales, llegando a afectar la sub-superficie. El resultado del desgaste, es la pérdida de material y la subsiguiente disminución de las dimensiones y por tanto la pérdida de tolerancias. Los mecanismos de dado en los materiales se deben principalmente a deformación plástica, formación y propagación de grietas, corrosión y/o desgaste

Resistencia a la congelación y el 

deshielo

Del concreto utilizado en estructuras y pavimentos, se espera que tenga una vida larga y un mantenimiento bajo. Debe tener buena durabilidad para resistir condiciones de exposición anticipadas. El factor de intemperismo mas destructivo es la congelación y el deshielo mientras el concreto se encuentra húmedo, particularmente cuando se encuentra con la presencia de agentes químicos descongelantes. El deterioro provocado por el congelamiento del agua en la pasta, en las partículas del agregado o en ambos. La resistencia a la congelación de un agregado, que es una característica importante para el concreto que se aplique exteriormente, se relaciona con su porosidad, absorción, permeabilidad y estructura de los poros. Una partícula de agregado puede absorber tanta agua (hasta la saturación crítica) que no puede soportar la expansión y la presiónhidráulica que ocurren durante al congelamiento del agua.

Si hay una cantidad suficiente de partículas afectadas, puede haber una expansión del agregado y una posible desintegración del concreto. Si una única partícula problemática está cerca de la superficie del concreto, puede ocurrir una erupción. Las erupciones generalmente aparecen con fragmentos cónicos que se desprenden de la superficie del concreto. En este caso, la partícula de agregado afectada se encuentra en el fondo del hueco. Normalmente son las partículas del agregado grueso, más que del fino, que presentan valores más elevados de porosidad y poros con tamaños medianos (0.1 a 5 µm), las que más fácilmente se saturan y causan la deterioración del concreto y el aparecimiento de erupciones. Los poros más grandes normalmente no se saturan o causan fallas en el concreto y el agua en los poros más finos tal vez no se congele fácilmente. En cualquier velocidad de congelamiento, puede haber un tamaño de partícula crítico que al superar la partícula fallará cuando estuviera críticamente saturada.

El tamaño crítico depende de la velocidad de congelación y de la porosidad, permeabilidad y resistencia a la tensión (tracción) de la partícula. En los agregados de granos finos con baja permeabilidad (por ejemplo, chert), el tamaño crítico de las partículas puede estar dentro del rango de tamaños normales del agregado. El tamaño crítico es mayor para los agregados con granos más gruesos o para aquéllos con un sistema de capilaridad interrumpido por muchos macroporos (vacíos tan grandes que no mantienen la humedad por acción capilar). Para estos agregados, el tamaño crítico de partícula puede ser suficientemente grande para que no tenga ninguna consecuencia, aunque la absorción sea elevada. Si se utilizan agregados potencialmente vulnerables en el concreto que se mantenga permanentemente seco, estos agregados pueden nunca volverse suficientemente saturados para que causen daños al concreto.

Estabilidad química

Reacción Alcali-Sílice

Los álcalis en el cemento están constituidos por el Oxido de sodio y de potasio quienes en condiciones de temperatura y humedad pueden reaccionar con ciertos minerales, produciendo un gel expansivo Normalmente para que se produzca esta reacción es necesario contenidos de álcalis del orden del 0.6% temperaturas ambientes de 30°C y humedades relativas de 80% y un tiempo de 5 años para que se evidencie la reacción.

Existen pruebas de laboratorio para evaluar estas reacciones que se encuentran definidas en ASTM C227, ASTM C289, ASTM C-295 y que permiten obtener información para calificar la reactividad del agregado.

 Reacción Alcali-carbonatos

Se produce por reacción de los carbonatos presentes en los agregados generando sustancias expansivas, en el Perú no existen evidencias de este tipo de reacción.

Los procedimientos para la evaluació n de esta característica se encuentran normalizados en ASTM C-586.

Forma y textura superficial de las 

partículas

La forma y textura superficial de los fragmentos que constituyen los agregados, son característica que normalmente no se consideran representativas de la calidad intrínseca de la roca propiamente dicha, aunque puede haber casos en que guarden alguna relación. En términos prácticos, y más bien de acuerdo con sus efectos en el concreto, se habla de la textura superficial de las partículas de los agregados, identificándola con su grado de rugosidad o tersura superficial y así se dice que hay texturas ásperas, porosas, acanaladas, lisas. etc. Al examinar las tendencias en cuanto a la forma de los fragmentos, es necesario considerar separadamente los agregados naturales de los que son manufacturados, ya que existen diferencias fundamentales en su proceso de fragmentación. Por otra parte, la forma de la partícula de los agregados naturales es una característica dada, en la que poco puede hacerse para modificarla, en tanto que al producir agregados mediante la trituración de roca, existe la posibilidad de influir en la forma resultante de los fragmentos. Para tratar de establecer lo que es deseable en cuanto a la forma y la textura superficial de las partículas de los agregados, es necesario considerar los efectos que la variación de esta característica puede producir en el concreto, básicamente en la trabajabilidad del concreto en estado fresco a través de su influencia en la cantidad de pasta requerida ya es requerida suficiente pasta para recubrir los agregados y proporcionar lubricación para disminuir la interacción entre las partículas del agregado durante el mezclado; y en la adherencia de las partículas con la pasta de cemento en el concreto endurecido. La variación de la forma y textura superficial en las partículas de los agregados tiende a producir efectos contrapuestos en las propiedades mencionadas, pudiendo resumirse de la siguiente manera: la partículas de formas redondeadas o cuboides con superficies lisas, producen buena trabajabilidad en las mezclas de concreto, pero no son propicias para lograr una buena adherencia con la pasta de cemento; por el contrario, las partículas de forma muy angulosas y superficies ásperas, como ocurre con algunos agregados triturados, son inconvenientes para la elaboración de mezclas trabajables, pero favorables en lo relativo a la adherencia con la pasta de cemento. Igualmente, la presencia de partículas planas, alargadas y/o en forma de astillas,, tanto en los agregados naturales como en los manufacturados, se considera indeseable porque reduce la trabajabilidad de las mezclas, dificulta el acomodo y la compactación del concreto fresco, y afecta la resistencia mecánica del concreto endurecido.

Granulometría

La distribución de los tamaños de las partículas o granulometría de un agregado es una característica importante debido a que determina los requerimientos de la pasta para lograr un concreto trabajable. Debido a que el cemento es el componente más costoso del concreto, es deseable, minimizar el costo del concreto utilizando la menor cantidad de pasta consistente con la producción de un concreto que pueda ser manejado, compactado, acabado y proporcionar la resistencia y durabilidad necesaria. El significado de la distribución de tamaño de partículas es mejor apreciado al concreto como un ensamblaje de partículas de agregados ligeramente compactadas y mantenidas juntas a través de la pasta de cemento. De este modo la cantidad de pasta depende de la cantidad de espacios vacíos que deben ser llenados y de la cantidad total de superficie de los agregados que debe ser recubierta por la pasta. Se entiende por granulometría a determinación de la cantidad de porciento de los diversos tamaños de las partículas que constituyen un material, de acuerdo a los intervalos teóricos de clasificación. Se refiere también al tamaño máximo y  mínimo de agregados. Este estudio es importante porque una mala graduación de agragados provoca huecos o deficiencias de tamaño asi como se obtendra en concreto.

Peso volumétrico unitario

El peso unitario puede ser definido como el peso de un volumen determinado de agregado. El peso unitario, mide el volumen que el agregado ocupará dentro del concreto e incluye ambos, a las partículas sólidas y a los espacios vacíos que quedan entre ellas. El peso unitario se mide simplemente, pesando un recipiente de volumen conocido lleno con el agregado. El procedimiento total está descrito en la NTP 400.017-1999. Claramente se puede entender que el grado de compactación cambiará la cantidad de espacios vacíos, y debido a esto el peso unitario. El peso unitario compactado también es llamado peso unitario varillado. Debido a que el peso unitario del agregado depende del contenido de humedad, es necesario tener un contenido de humedad constante, en las NTP de referencia se utiliza el peso OD del agregado. El peso unitario varillado del agregado grueso además es un dato requerido para determinar las proporciones de los concretos a través del método volumétrico. Pero para 5 dosificar en volumen los componentes de un concreto, es necesario conocer los pesos unitarios sueltos de ambos agregados.

Peso especifico

Es la relación entre el peso y el volumen del material sólido. Para determinar el peso específico odensidad se debe tomar el agregado en estado saturado y superficie seca. Los procedimientosfiguran en la Práctica Nº 5 de la Guía de Trabajos Prácticos.El peso específico de muchos de los agregados de origen natural rondan alrededor de 2,65gr/cm3,tal como en los agregados silíceos, calcáreos y granitos, con las excepciones del basalto que estáen 2,90 gr/cm3, areniscas en 2,55 gr/cm3 y la cuarcítica en 2,50 gr/cm3. Hay agregados pesadoscomo la piedra partida de roca de hematita que anda en 4,25 gr/cm3

Absorción y humedad superficial

La absorción es el valor de la humedad del agregado cuando tiene todos sus poros llenos de agua,pero su superficie se encuentra seca. En esta condición se hacen los cálculos de dosificación paraelaborar el hormigón. Sin embargo el agregado en los acopios puede tener cualquier contenido dehumedad (estados 2 a 4). Si la humedad del agregado es inferior a la absorción, se deberá agregarmás agua al hormigón para compensar la que absorberán los agregados

humedad supera a la absorción, habrá que disminuir la cantidad de agua que se pondrá a lamezcla ya que los agregados estarán aportando agua.El valor de la absorción es un concepto necesario para el ingeniero en obra, en el cálculo de larelación A/C de la mezcla de hormigón, pero, en algunos casos, puede ser que también refleje unaestructura porosa que afecte la resistencia a la congelación y deshielo del hormigón.No se suelen fijar límites de aceptación para la absorción debido a que ésta no solo depende de laporosidad de la roca, sino también de otros aspectos tales como la distribución granulométrica,contenido de finos, tamaño máximo de los agregados, forma de las partículas. Sin embargo sepuede considerar como rocas de buena calidad aquellas que presentan una absorción menor 3%para agregado grueso, y menores a 5% para el caso de agregado finoLa absorción de un agregado grueso se expresa arbitrariamente en términos del agua que entra enlos poros o capilares durante un periodo de remojo de 24 h y se calcula sobre la base del peso delagregado secado al horno como sigue:Absorción

 A ] / A ) * 100La absorción en los agregados finos de origen natural rondan entre 0,8 y 1,3%, los agregados finosde trituración andan en 0,9%, los agregados gruesos como canto rodado andan en 0,2% y en losagregados gruesos de piedra partida andan en 0,8% para los graníticos, 1,8% para los cuarcíticos y1,6% para los basálticos.La absorción de los agregados de origen artificial suele ser muy elevada, como en el caso de lasescorias o de las arcillas expandidas que rondan el 15%.

Sustancias perjudiciales en los 

agregados

Es imprescindible que los agregados empleados en la preparación del hormigón se encuentren libres de material contaminante, es decir materia orgánica, arcilla, limo, sales, sulfatos, glucosas, etc. Puesto que estos materiales producen efectos adversos en el hormigón. Por ejemplo algunas partículas minerales, que en algunas condiciones de exposición con el hormigón, sufren un cambio excesivo en su volumen, con lo que se provoca la ruptura de la superficie del hormigón, o bien, crean esfuerzos internos suficientes como para causar agrietamiento y afectar la integridad estructural del propio hormigón. En otros medios ambientes, estos mismos tipos de minerales pueden tener una influencia despreciable.

Las sustancias perjudiciales que pueden estar presentes en los agregados incluyen impurezas orgánicas, limo, arcilla, esquisto, óxido de hierro, carbón mineral, lignito y ciertas partículas ligeras y suaves (Tabla 5-7). Además, rocas y minerales, como el chert y el cuarzo deformado (Buck y Mather 1984) y ciertas calizas dolomíticas son reactivas con álcalis (Tabla 5-8). El yeso y la anhidrita pueden causar ataque de sulfatos. Ciertos agregados, como los esquistos causan erupciones por el hinchamiento (sencillamente por la absorción de agua) o por el congelamiento del agua absorbida (Fig. 5-18). La mayoría de las especificaciones limitan las cantidades permisibles de estas sustancias.

La historia del comportamiento de un agregado debe ser un factor determinante para la elección de los límites para las sustancias perjudiciales. Los métodos de ensayo para la detección cualitativa y cuantitativamente de las sustancias perjudiciales se presentan en la Tabla 5-7.

Los agregados son potencialmente peligrosos si contienen compuestos considerados químicamente reactivos con el concreto de cemento portland y si producen: (1) cambio significativo del volumen de la pasta, agregados o ambos, (2) interferencia en la hidratación normal del cemento y (3) otros productos secundarios dañinos.

Las impurezas orgánicas pueden retrasar el fraguado y el endurecimiento del concreto, reducir el desarrollo de la resistencia y, en algunos casos poco usuales, causar la deterioración. Las impurezas orgánicas, como las turbas, los humus y las margas orgánicas pueden no ser tan perjudiciales, pero se los deben evitar.

Los materiales más finos que 75 µm (tamiz No. 200), especialmente el limo y la arcilla, pueden estar presentes como polvo suelto y pueden formar un revestimiento en las partículas de agregados. Incluso hasta los revestimientos finos de limo o arcilla, sobre las partículas de agregado grueso, pueden ser dañosos, pues debilitan la adherencia entre la pasta de cemento y el agregado. Si ciertos tipos de limo o arcilla están presentes en cantidades excesivas, la demanda de agua puede aumentar significantemente.

Hay una tendencia de algunos agregados finos en degradarse por la acción de molienda en la mezcladora de concreto. Este efecto, que se mide por la ASTM C 1137, puede alterar la demanda de agua de mezcla, de aire incluido y los requisitos de revenimiento (asentamiento).

Manejo y almacenamiento de 

agregados

Los agregados se deben manosear y almacenar de manera que se minimicen la segregación y la degradación y que se prevenga la contaminación con sustancias deletéreas . Las pilas se deben construir en capas finas de espesor uniforme para minimizar la segregación. El método más económico y aceptable de formación de pilas de agregados es el método de volteo con camión, que descarga el cargamento de manera que no se lo separe. Entonces, se recupera el agregado con un cargador frontal.

El cargador debe remover porciones de los bordes de la pila desde la parte inferior hacia la parte superior, de manera que cada porción contenga una parte de cada capa horizontal.

Cuando no se entregan los agregados en camiones, resultados aceptables y económicos se pueden obtener con la formación de pilas en capas con un cucharón de quijadas (método de tirar y extender). En el caso de agregados no sujetos a degradación, se pueden tender los agregados con un tractor de neumático (llantas) de caucho y recuperar con un cargador frontal. Al tender el material en capas finas, la segregación se minimiza. Sea el manoseo con camión, con cargador, con cucharón de quijadas o estera transportadora, no se deben construir pilas altas en forma de cono,pues resultan en segregación. Sin embargo, si las circunstancias demandan la construcción de pilas cónicas, o si las pilas se han segregado, las variaciones de la granulometría se pueden disminuir cuando se recupera la pila. En estos casos, los agregados se deben cargar con un movimiento continuo alrededor de la pila para que se mezclen los  tamaños, en vez de comenzar en un lado y trabajar en línea recta a través de la pila.

Los agregados triturados segregan menos que los agregados redondeados (grava) y los agregados mayores segregan más que los agregados menores. Para evitar la segregación del agregado grueso, las fracciones de tamaño se pueden amontonar y dosificar separadamente. Sin embargo, los procedimientos de amontonamiento adecuados, deben eliminar esta necesidad. Las especificaciones ofrecen un rango de las cantidades permitidas de material en cada fracción debido a la segregación en las operaciones de amontonamiento y dosificación.

Los agregados que han sido lavados se deben amontonar con anticipación suficiente para que se drenen, hasta una humedad uniforme, antes de su uso. El material fino húmedo tiene una tendencia menor para segregar que el material seco. Cuando el agregado fino seco se descarga en los cubos o esteras transportadoras, el viento puede llevarse los finos. Esto se debe evitar al máximo.

Las mamparas o las divisiones se deben usar para evitar la contaminación de las pilas de agregados. Las divisiones entre las pilas deben ser suficientemente altas para prevenir el mezclado de los materiales. Los depósitos de almacenamiento deben ser circulares o casi cuadrados. Su fondo debe tener una inclinación mayor que 50 grados con la horizontal en todos los lados hasta un escurridero central. Al cargarse el depósito, el material debe caer verticalmente sobre el escurridero dentro del depósito. El vaciado del material dentro del depósito en un ángulo y contra los lados del depósito causará segregación. Las placas de desviación o divisores ayudarán a minimizar la segregación. El depósito se debe mantener lleno si posible, pues reduce la rotura de las partículas de agregados y la tendencia de segregación. Los métodos recomendados de manoseo y almacenamiento de agregados se discuten profundadamente en Matthews (1965 a 1967), NCHRP (1967) y Bureau of Reclamation (1981).

Muestreo de los agregados

El muestreo debe ser realizado y obtenido del producto final. Las muestras del producto final que serán probadas a la abrasión no deben ser sometidas a aplastamiento o reducción manual del tamaño de las partículas en la preparación para la prueba de la abrasión a menos que el tamaño del producto final sea tal, que requiera una reducción de la muestra de ensayo.

Procedimiento

Muestreo de la descarga de agregado (recipiente de descarga)

• La selección de las unidades se realiza con un método aleatorio, tal como la Norma ASTM D3665, desde la producción. Obtenga al menos tres incrementos aproximadamente iguales, seleccionados al azar de la unidad que va a ser muestreada y se combinan para formar una muestra de campo cuyas masas sean iguales o excedan al mínimo recomendado. Se debe tomar cada incremento de la sección de material tal como esta es descargada. Para obtener esto es usualmente necesario un dispositivo especial construido para cada planta particular. Este dispositivo consiste en una cacerola de tamaño suficiente para interceptar la sección entera del chorro de descarga y conseguir los requerimientos de calidad de material sin que se desborde.

Nota: Muestrear de la descarga inicial o de la descarga final puede producir segregación del material y se debe evitar.

Muestreo desde la banda de transporte o acarreo

 La selección de unidades se realiza con un método al azar, tal como la Norma ASTM D 3665, desde la producción. Obteniendo al menos tres incrementos aproximadamente iguales, se selecciona al azar desde la unidad muestreada, y combina para formar una muestra de campo cuyas masas sean iguales o excedan al mínimo recomendado. Se debe parar la banda de transporte o acarreo mientras los incrementos de la muestra son obtenidos. Insertar dos plantillas en la banda de tal forma que entre el chorro de agregado y el espacio de material contenido entre las plantillas, produzcan el incremento del peso requerido. Toda la muestra incluyendo finos y polvo, debe ser removida al recipiente.

Especificaciones de la norma ASTM

 C 33 agregados    para concreto

Las normas ASTM C-33 indican de forma detallada cómo hacer hormigón 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 están definidos como arena natural, arena elaborada o una combinación de ambas. Los agregados gruesos se definen como grava, grava triturada, piedra triturada, escombros horneados y enfriados por aire, hormigón triturado de cemento hidráulico o una combinación de estos elementos.

Clasificación

La especificaciones C-33 definen los grados de calidad tanto para los agregados finos como los gruesos utilizados en el hormigón. El contratista que utiliza el hormigón, el proveedor o cualquier otro comprador puede solicitar pruebas de las especificaciones que se cumplieron para determinar la calidad del hormigón que está comprando. Algunos tipos de trabajo y trabajos en regiones particulares pueden requerir límites aún más estrictos.

Especificaciones de proyecto

Las normas C-33 pueden utilizarse cuando un usuario solicita o pide una mezcladora de concreto, por lo que el comprador puede especificar el tamaño, calidad total y otras cualidades de clasificación específicas.