Agregados pétreos
Se les llama agregados a los
materiales minerales naturales
utilizados en las mezclas de
concretos y morteros. Se trata
de rocas pequeñas de
orígenes y características que
describiremos a continuación.
Al igual que las rocas comunes, los agregados pueden ser de origen
1) Ígneo
2) Sedimentario
3) Metamórfico
Como fuente de abastecimiento se pueden
distinguir las siguientes situaciones:
Bancos de sedimentación: son los
bancos construidos artificialmente para
embancar el material fino-grueso que
arrastran los ríos.
Cauce de río: corresponde a la extracción
desde el lecho del río, en los cuales se
encuentra material arrastrado por el
escurrimiento de las aguas.
Pozos secos: zonas de antiguos rellenos
aluviales en valles cercanos a ríos.
Canteras: es la explotación de los mantos
rocosos o formaciones geológicas, donde
los materiales se extraen usualmente
desde cerros mediante tronaduras.
Por su tamaño, los agregados se
clasifican en agregados finos (arena)
y agregados gruesos (grava), y
ambos son fundamentales cuando
se utilizan en una mezcla de
concreto hidráulico.
Las arenas, ya sean naturales o manufacturadas, son partículas
que van desde 5 mm. hasta 60 µm. Los segundos, son partículas
que van desde mayores a 5 mm. hasta 125 mm.
De acuerdo a su peso específico, los agregados se dividen en:
ligeros, normales y pesados. Estas diferencias los hacen aptos
para producir concretos con cierta variedad en el peso unitario,
el cual es una característica básica del producto final.
Características generales
Otras características importantes de
los agregados son la forma y la
textura de las partículas, la porosidad,
la absorción, la densidad, la
adherencia, la resistencia, etc.
También es de suma importancia la
granulometría y el tamaño máximo del
agregado (para la grava) para el
comportamiento del concreto; tanto en
estado plástico, como en su estado
endurecido.
Grava
Los agregados gruesos o gravas, son materiales
extraídos de rocas de cantera, triturados o
procesados, piedra bola o canto rodado, cuyas
partículas comprenden tamaños desde unos 5
milímetros hasta 6 pulgadas para los fragmentos
más grandes; aunque no existe una unicidad de
criterios para este límite.
Por sus propiedades, es necesario que las gravas
provengan de materiales duraderos, resistentes y
sólidos mecánicamente, sin contaminantes o
partículas dañinas que afecten el fraguado del
concreto.
Por su tamaño, las gravas pueden ser desde muy pequeñas (de 3/6 a 3/8
de pulgada) hasta gravas extra grandes (de 3 a 6 pulgadas).
Pueden ser producidas por el hombre, en
cuyo caso suelen denominarse piedra
partida o chancada, y naturales. En este
caso además suele suceder que el
desgaste natural producido por el
movimiento en los lechos de ríos haya
generado formas redondeadas y se
denominan canto rodado. Existen también
casos de gravas naturales que no son
cantos rodados.
Estos áridos son partículas granulares de material pétreo de tamaño variable. Este
material se origina por fragmentación de las distintas rocas de la corteza terrestre,
ya sea en forma natural o artificial. En este último caso actúan los procesos de
chancado utilizados en las respectivas plantas de áridos. El material que es
procesado, corresponde principalmente a minerales de caliza, granito, dolomita,
basalto, arenisca, cuarzo y cuarcita.
Especificaciones Técnicas
Qué tanta grava se use en una
mezcla depende de la solidez
que se requiera al final. Un
ejemplo: si se usa grava de 1
1/2 pulgadas y se quiere
concreto de alta resistencia
(unos 300 kilos por centímetro
cuadrado, el triple de los
morteros para pisos y muros),
por cada saco de cemento se
usará un bote de agua, 2 1/3
botes de arena y... 4 3/4 botes
de grava.
Tipos
Origen
Usos principales
3/8"
Se
encuentran
en las rocas
de tipo
andesítico
Fabricación de blocks y
otros elementos
prefabricados
1/2" - 3/4"
1" - 1 1/2"
Se
encuentran
en las rocas
de tipo caliza
dolomítica,
andesita y
basalto
andesítico
Es la más común y se
utiliza en concretos de
resistencias normales a la
compresión y en la
fabricación de tubos y
mezclas.
Se utiliza en concretos de
resistencias altas y
concretos especiales de
resistencia a la flexión
Arena
Se le llama así a la masa desagregada e incoherente de
materias minerales en estado granular fino, que consta
normalmente de cuarzo (sílice) con una pequeña
proporción de mica, feldespato, magnetita y otros
minerales resistentes. Es el producto de la desintegración
química y mecánica de la rocas bajo meteorización y
abrasión. Cuando las partículas acaban de formarse
suelen ser angulosas y puntiagudas, haciéndose más
pequeñas y redondeadas por la fricción provocada por el
viento y el agua.
Los agregados finos o arenas consisten en arena natural extraída de los
ríos, lagos, depósitos volcánicos o arenas artificiales, esto es, que han sido
triturados.
Estos agregados abarcan normalmente partículas entre 4.75 y 0.075 mm.
La arena es un conjunto de
partículas de rocas disgregadas.
En geología se denomina arena a
la compuesta de partículas cuyo
tamaño varía entre 0,063 y 2 mm.
Una partícula individual dentro de
este rango es llamada grano de
arena.
El componente más común de la arena, en tierra continental y en las costas
no tropicales, es el sílice, generalmente en forma de cuarzo. Sin embargo, la
composición varía de acuerdo a los recursos y condiciones locales de la roca.
Gran parte de la fina arena hallada en los arrecifes de coral. En algunos
lugares hay arena que contiene hierro, feldespato o, incluso, yeso.
Según el tipo de roca de la que procede, la arena puede variar mucho en
apariencia. Por ejemplo, la arena volcánica es de color negro mientras que la
arena de las playas con arrecifes de coral suele ser blanca.
Especificaciones Técnicas
La arena es más
importante para darle
finura al cemento. Por
ejemplo, si se quiere
hacer una mezcla para
aplicarla a muros y pisos,
la proporción de
ingredientes es más o
menos así: por cada saco
de cemento se
necesitarán 2 1/2 botes
de agua, 3/4 de bote de
grava y 6 1/2 botes de
arena.
Tipos
Origen
0-4
Se
encuentran
en las rocas
de tipo
andesítico
0-5
 
Cribada
Usos principales
En la fabricación de blocks,
celosías, colados de firmes
y banquetas y enjarre
rústico de paredes
En la unión de bloques,
afine de enjarres, unión de
mosaicos, como
complemento de concreto
asfáltico
En el zarpeo de acabados
muy finos
Pruebas a agregados:
Antes de las pruebas de laboratorio, se deben realizar ciertos preliminares,
como por ejemplo:
Muestreo de agregados pétreos: Obtener y traer una muestra representativa
del material que se va a emplear en la elaboración de las mezclas de concreto,
para poder realizar los estudios o pruebas correspondientes de dicho material
en el laboratorio.
Cuarteo: Obtener una muestra representativa y del tamaño adecuado, para la
prueba que se trate, de la muestra obtenida en campo.
Una vez realizados estos preliminares se pueden realizar las pruebas de
laboratorio que se consideren necesarias para un óptimo diseño de una
mezcla de concreto. Para una obra común es poco común realizarlas todas,
sin embargo, cuando se requiere un estricto control de calidad, se procede con
varias (incluso todas) de las siguientes pruebas:
Humedad actual en arenas: Determina el porcentaje de humedad que
contiene una arena en el momento que se va a utilizar para elaborar una
mezcla, para así poder realizar la corrección correspondiente por humedad.
Humead superficial y humedad de absorción en arenas: Determina la
capacidad máxima de absorción de una arena, expresada en porcentaje.
Gravead específica en arenas: Determina el peso de la unidad de volumen
de ese material, sin considerar los vacíos que existen entre partícula y
partícula. Las partículas se consideran saturadas en agua y superficialmente
secas. Este resultado se utilizará en los proporcionamientos de concreto.
Determinación del peso volumétrico seco y suelto en una arena (PVSS):
Determina el peso por unidad de volumen de una arena cuando el acomodo de
sus partículas está en forma libre o natural.
Determinación del peso volumétrico seco y varillado de una arena
(PVSV): Obtiene el peso por unidad de volumen de una arena, cuando el
material tiene una determinada compactación.
Análisis granulométrico en arenas: Pasar por una serie de mallas la muestra
representativa de arena, para conocer la distribución de los diámetros de las
partículas y el módulo de finura.
Prueba de colorimetría en arena: Determinar el contenido de materia
orgánica en una arena, en forma comparativa, utilizando una solución de color
normal.
Sedimentación en arenas: Determinar si el contenido de material fino que
contiene una arena es aceptable para definir si se acepta o no para la
elaboración de un concreto.
Material que pasa por la malla 200 en arena: Determinar la cantidad de
materia fina que contiene una arena, cribándola por la malla No. 200.
Prueba de terrones de arcilla en arena: Conocer la cantidad de terrones de
arcilla que contiene una arena, ya que son partículas de baja resistencia
estructural, que además al contacto con el agua, forman lodos que contaminan
el concreto.
Densidad de la arena: Obtener el volumen obstáculo de las partículas de
arena, es decir, el volumen efectivo, excluyendo los vacíos que se forman
entre las partículas de arena cuando se acomodan una sobre otra.
Equivalente de arena: Determinar las proporciones volumétricas relativas de
las partículas gruesas de un suelo respecto a los finos plásticos que contiene
empleando un procedimiento que amplifica el volumen de los materiales finos
plásticos.
Muestreo en gravas: Obtener una muestra representativa de este material
para llevarla al laboratorio donde se le realizarán las pruebas correspondientes
para el estudio representativo.
Cuarteo en gravas: Obtener una muestra representativa y del tamaño
adecuado para realizar la prueba correspondiente al material de estudio.
Humedad actual en gravas: Determinar la cantidad de agua que contiene una
grava en porcentaje, en estado natural, es decir, en el momento que va a ser
utilizada.
Humedad de absorción en gravas: Determinar la capacidad máxima de
absorción de una grava expresándola en porcentaje respecto a su peso seco.
Densidad en gravas: Determinar el volumen absoluto de las partículas de
grava en peso por unidad de volumen.
Peso volumétrico seco y suelto en gravas (PVSS): Determinar el peso por
unidad de volumen cuando la grava se encuentra en estado natural seco y
suelto.
Peso volumétrico seco y varillado en gravas (PVSV): Obtener el peso de la
grava por unidad de volumen cuando es sometida a cierto grado de
compactación.
Granulometría en gravas: Obtener la distribución de los tamaños de las
partículas de la grava, así como el tamaño máximo de la grava; valor que se
utiliza para el cálculo del proporcionamiento.
Conclusiones:
Para obtener un concreto óptimo se debe buscar una estructura de agregados
con la forma y secuencia de tamaños adecuados, para que se acomoden lo
más densamente posible, combinándose esta estructura con la cantidad de
pasta de cemento necesaria para recubrir dichos agregados.
La trabajabilidad del concreto es afectada por diversas características de los
agregados, tales como la absorción, la forma de la partícula, la textura
superficial, el tamaño y la granulometría.
Los agregados influyen en las características del concreto endurecido, tanto
por su propia resistencia, como por la cantidad y tamaño de las partículas, y
sobre todo, aquellas que facilitan la adherencia con la pasta de cemento. La
mayor porosidad de los agregados propicia una mejor adherencia, pero
generalmente va acompañada de mayor desgaste.
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Determinación del peso volumétrico seco y suelto en una arena