Agregados Para Concreto0

MATERIALES DE CONSTRUCCION ICI 4051-01 y 02

Margareth Dugarte C., Ph.D.

Dpto. de Ingeniería Civil y Ambiental

e-mail: [email protected]/Atención: Martes y Jueves 10:30am -12:30am, Viernes 10:30 am, o

por solicitud.

Notas de Clase preparadas/compiladas por M. DUGARTE, Dpto. de Ingeniería Civil y Ambiental, Universidad del Norte. Estas notas son proporcionadas

solo como soporte de enseñanza del curso ICI 4051, 2do semestre de 2010. No responsabilidad es asumida por la exactitud o uso de este material. Uso

limitado solo a estudiantes del curso de Materiales de Construcción.. Reproducción o redistribución no permitida.

Porosidad

• Cemento Hidratado = Productos sólidos de Hidratación + agua retenida o absorbida (agua de gel) + agua combinada (no evaporable)

• Agua de gel se localiza entre los productos sólidos de hidratación en los “poros gel”

• Productos sólidos de hidratación ocupan un volumen que es menor que la suma de los volúmenes absolutos del cemento seco original (hidratado) + agua combinada. Por lo tanto hay un espacio residual en el volumen grueso de la pasta.

• Este espacio adopta la forma de: vacíos o poros capilares (vacíos o llenos de agua). Tamaño > a los poros gel.

• Porosidad depende de la relación agua/cemento y del grado de hidratación

• La porosidad tiene relación con la resistencia de pastas de cemento.

Agregados para Concreto

Mamlouk/Zaniewski, Materials for Civil and Construction Engineers, Third Edition. Copyright © 2011

Pearson Education, Inc.

Importancia de los

Agregados• Mayor constituyente del

concreto (3/4 o 70% en 1m3)

• Su calidad y propiedades tienen una influencia directa en las propiedades del concreto

– Mineralogía

– Condiciones físicas: distribución de tamaños, la forma, textura, contenidos de humedad, relaciones masa/volumen

– Propiedades: resistencia mecánica, resistencia química

Importancia de los Agregados

Mamlouk/Zaniewski, Materials for Civil and Construction Engineers, Third

Edition. Copyright © 2011 Pearson Education, Inc.

Usos

– Pavimentos y fundaciones

• Estabilidad

• Drenajes

– Como relleno

• Concreto

– 60-75% de volumen

– 80-85% de peso

• Mezclas asfálticas

– 80%-90% de volumen

– 90-96% del pesoMamlouk/Zaniewski, Materials for Civil and Construction Engineers, Third


Clasificación Geológica

– Ígneas

– Sedimentarias

– Metamórficas

• Los tres tipos de rocas son usados en aplicaciones para concreto.

• Evaluar propiedades físicas, químicas y mecánicas, y ensayo mineralógico/ petrográfico (ASTM C-295)

Clasificación de los Agregados



http://pavementinteractive.org/index.php?title=Image:Before_after.jpg

Según el Origen de los Agregados

• Naturales:

– Arenas naturales y gravas de rio

– Cantos rodados

– Canteras de diversas rocas y piedras naturales

• Materiales manufacturados / reciclados:

– Concreto pulverizado y asfalto

– Limaduras de hierro

– Arcillas expandidas

– Escorias de alto horno

10

Clasificación según tamaño

• Grueso agregado retenido en un tamiz de abertura igual a 4.75 mm

• Fino agregado que pasa el tamiz de abertura igual a 4.75 mm

Tamaño máximo del agregado–El tamaño máximo de tamiz que permite el paso de todo el agregado

Tamaño nominal de agregado –El primer tamiz en retener partículas de agregado, generalmente menos del 10%

4.75mm

1”

#4 sieve =

four openings/linear

inch



Clasificación según tamaño del Agregado

• Agregado Grueso: agregado retenido en el tamiz No. 4

– Gravilla 4.76 mm (#4) - 19.1 mm (3/4”)

– Grava 19.1 mm (3/4”) - 50.8 mm (2”)

– Piedra 50.8 mm (2”) – 152.4 mm (6”)

• Agregado Fino: Agregado que pasa el tamiz No. 4 (4.76 mm) y se retiene en el tamiz No. 200 (0.075 mm)

• Fracción fina: (se debe limitar)

– 0.002 mm – 0.075 mm Limo

– < 0.002 mm arcilla


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Clasificación según la forma y textura

• Forma

– Angular (rocas trituradas)

– Redondeada (grava de rio o playa, arena de playa o desierto)

– Irregular ( otras gravas)

– escamosa (roca laminada)

– Alargada

Alta fricción (angular, irregular) parar resistencia y estabilidad del

asfalto

Baja fricción (redondeada) para la manejabilidad de las mezclas de

concreto

14

Angular Rounded Flaky

Elongated Flaky & Elongated

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Clasificación según la forma y textura

• Forma

– Angular (rocas trituradas)

– Redondeada (grava de rio o playa, arena de playa o

desierto)

– Irregular ( otras gravas)

– escamosa (roca laminada)

– Alargada

Agregado Grueso / Evaluación de la forma de partícula

• Forma –

Plano y alargado

Flat and elongated device

Plano

alargado

Plano y alargado


17

Agregado grueso / Evaluación de forma de partícula y textura

• Textura y angularidad(forma) – caras trituradas

• Inspección visual para determinar el porcentaje de agregados con:

– Sin caras trituradas

– Una cara trituradas

– Mas de una cara triturada


• Agregado fino <1/4”pequeño para inspección individual

• Determinación de la cantidad de espacio vacio de una muestra de agregado

• Medir la masa de agregado en el cilindro, usar la gravedad especifica para determinar el volumen de agregado en el cilindro. Calcular el porcentaje de vacio del agregado fino

• A mayor espacio vacio, mas angular y mas rugosa será la textura superficial del agregado fino.

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Agregado fino / Evaluación de forma de partícula y textura (ASTM C 1252)

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Agregado fino / Evaluación de forma de partícula y textura (ASTM C 1252)

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http://pavementinteractive.org/index.php?title=Image:Level_off_cylinder.jpg

Consistencia y durabilidad(ASTM C-88)

Capacidad de resistir meteorización (congelamiento/deshielo):

– Congelación de agua en los vacios existentes genera esfuerzos que

pueden fracturar los agregados.

– Método de Ensayo usa “solución de sulfato de sodio/Magnesio” para

simular el efecto de congelación.

Preparación de la muestra/seca/fracciones de distinto tamaño.

Sumerge por 16 hrs – seca 4 hrsCiclo repetitivos- 5 veces

Secado/peso de muestra


http://pavementinteractive.org/index.php?title=Image:Chemicals_and_basket.jpg

http://pavementinteractive.org/index.php?title=Image:Before_after_soundness_test.jpg

http://pavementinteractive.org/index.php?title=Image:Before_after_soundness_test.jpg

Tenacidad, dureza y resistencia a la abrasión

– Resistencia al efecto dañino de cargas /dureza

• Durante la construcción

• Al someterse a cargas

– Prueba de abrasión de los

Ángeles

Preparación de la muestraMasaGradación especificada

Tambor de acerobolas de acero/carga abrasiva 500 revoluciones

Muestra pasa a través de tamiz

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http://pavementinteractive.org/index.php?title=Image:Abrasion_equipment.jpg



http://pavementinteractive.org/index.php?title=Image:Abrasion.gif

Completamente seco –secado en horno hasta masa constante

Huecos impermeables

Secado al aire–condición de humedadindefinida

Saturado y superficialmenteseco– condición de humedadindefinida

Húmedo –condición de humedad indefinida

Huecos parcialmente llenoshúmedo

• PORQUE ES IMPORTANTE LA CANTIDAD DE AGUA QUE ABSORBE UN AGREGADO?

• QUE CONSECUENCIAS IMPORTANTES TIENE EN EL DISENO DE MEZCLAS?

• DE CONCRETO?

• ASFALTICAS?

Huecos y absorción de humedad en los áridos

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Completamente seco –secado en horno hasta masa constante

Huecos impermeables

Secado al aire–condición de humedadindefinida

Saturado y superficialmenteseco– condición de humedadindefinida

Húmedo –condición de humedad indefinida

Huecos parcialmente llenos

Ws Wm WSSD=Ws+Wp Wm

húmedo

Contenido de Humedad

100s

sm

W

WWM

Absorción

100s

sSSD

W

WWM

Contenido de humedad

100s

sm

W

WWM

Absorción es el contenido de humedad cuando los agregados están en la condición SSD

Los agregados en la condición húmeda tienen un mayor contenido de humedad que la correspondiente a SSD

A

Huecos y absorción de humedad en los áridos

Importancia del contenido de humedad de los agregados

EN EL DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO:

• HUMEDAD LIBRE negativa – agregados absorberán agua

• HUMEDAD LIBRE positiva – agregados aportaran agua


Gravedad Especifica

• La masa de un material dividida por la masa de agua cuyo volumen es igual al volumen del material a una temperatura especifica.

– G = w

– w = densidad del agua a una temperatura especifica

– @ 4 C, w is:

• 1000 kg/m3 = 1 g/ml = 1 g/cc

• 62.4 lb/ft3

Masa sólidos

Volumen

Masa de agua

Volumen

G =


Determinación de la Gravedad Especifica

Masa de sólidos

Masa de agua

Masa de solidos

Masa de agua

Determinar /pesado al aire

Determine /

(peso en aire – peso en agua)

Masa sólidos

Volumen

Masa de agua

Volumen


Gravedad específica

V = 400 ml M = 400 g

+

V = 250 ml M = 500 g

=

V = 650ml

M = 900 g

-

V = 250 ml M = 250 g

=

V = 400 ml M = 650 g

Volumen de agua = agua inicial- agua removida= 400 - 250 = 150ml

Masa de agua = 150 g (1 g/ml) Masa Total = 150 + 500 = 650 g


Masa en aireSG =

Masa in aire + Masa agua - Masa en agua

V = 400 ml M = 400 g

+

V = 250 ml M = 500 g

=

V = 650ml M = 900 g

=

V = 400 ml M = 650 g

-

V = 250 ml M = 250 g

500 500SG = = = 2

500+400 - 650 250= valor de solución directa

Gravedad específica


Efecto de los huecos en los agregados

• Los huecos en la superficie de los agregados permiten la definición de tres tipos de gravedad especifica.

– Aparente (poros imper.)

– Estado seco

– Saturado con superficie seca SSD


30

Gravedad especifica aparente

Gsa =

Mass, oven dry agg

Vol of agg

Apparent

Volumen del agregado

Stone


31

Gsb =Mass, oven dry

Vol of agg. + surface voids

Vol. of water-perm. voids

Surface Voids

Bulk

Stone

Gravedad especifica estado seco


32

Gs,bssd=

Mass, SSD

Vol of agg. + surface voids

Vol. of water-perm. voids

Surface Voids

Bulk, saturated surface dry

Stone

Usada en el diseño de mezcla de concreto

Gravedad especifica estadosaturado superficialmente seco


Usada en el diseño de mezclas asfálticas

Gse

permeable

Gravedad especifica efectiva


Gravedad Especifica y absorción del agregado grueso (ASTM C127)

Secar / saturar los agregados

Secar hasta /SSD condition y pesar

Medir el peso sumergido

Medir peso seco


http://pavementinteractive.org/index.php?title=Image:Casg.jpg

Picnómetro

Gravedad Especifica y absorción del agregado grueso (ASTM C128)


http://pavementinteractive.org/index.php?title=Image:Fasg.jpg

Porque se usa la condición Saturado y superficialmente seco–SSD?

1. Representa un “equilibrio” en el contenido de humedad de los agregados en el concreto. (No humedad libre)

2. Contenido de humedad de los agregados en el campo, se asemeja mas a un estado SSD que al estado OD.

Porque se calcula la absorción?

1. Cálculo de la cantidad de agua que los agregados pueden adicionar o quitar de la pasta.

2. La absorción representa la cantidad máxima de agua que un agregado puede absorber.

3. La mayoría de los agregados tienen capacidades de absorción de 1-2 %. Valores mayores indicaran agregados de alta porosidad.

Porque se usan valores de Gravedad especifica ?

1. La densidad se requiere en los diseños de mezcla para determinar las proporciones basado en las relaciones peso-volumen.

2. los agregados presentan porosidad. (poros permeables, poros impermeables).

3. las gravedades especificas a usar consideraran los poros permeables , pues representan mejor el volumen que los agregados ocupan en el concreto .

Valores de gravedad especifica?

1. La mayoría de los agregados naturales tienen una gravedad especifica aparente entre 2.6 y 2.7.

2. No son considerados para hacer referencia a la calidad de un cierto tipo de agregado o calidad de la mezcla resultante.

3. Valor puede ser usado en el caso de construcciones como presas de gravedad (concreto con densidad mínima).

Gravedad especifica o peso especifico

• Gravedad especifica aparente:

• Gravedad específica bulk:

aguasolidossoloagregadoVolumen

solidossoloagregadoPesoASG

1

)(_

)(_

desplazadaaguaPeso

porossolidosagregadoPesoBSG

porossolidosagregadoVolumen

porossolidosagregadoPesoBSG

agua

__

)(_

1

)(_

)(_

Ejercicios

• Una muestra de 1000 g de agregado grueso en la condición SSD pesa 633 g cuando se sumerge en el agua. calcule la gravedad especifica bulk SSD del agregado.

Ejercicios

• Una muestra de agregado grueso del problema anterior pesa solo 985 g después de secado a 105 °C. Calcule la capacidad de absorción del agregado.

Ejercicios

• Una muestra de 1000 g de agregado grueso de una cantera del problema anterior pesa 637 g cuando se sumerge en agua. Calcule el contenido de humedad del agregado grueso en la cantera o pila.

Ejercicios

• Una muestra de 500 g de arena en la condición SSD se coloca en una jarra llena de agua (peso solo agua = 1390 g). El peso de la jarra + arena=1697 g. determine la gravedad especifica SSD de la arena.

Ejercicios

• Una muestra de 500 g de la arena del problema anterior tomada de una cantera pesa 1691 g cuando se coloca en la jarra y se llena de agua. Calcular el contenido de humedad de la arena en la cantera.

Ejercicios

• Calcule la Gravedad especifica aparente de la siguiente muestra:

– Masa de arena (secada al horno) = 480 g

– Masa de arena (SSD) = 490 g

– Masa del picnómetro lleno de agua = 1400 g

– Masa del picnómetro mas arena y agua = 1695 g

Peso Unitario y vacios en los agregados

• Peso unitario del agregado o peso de un volumen dado de agregados. Unidades son kg/m3 y lb/ft3.

• Peso unitario mide el volumen que un agregado ocuparía en el concreto e incluye las partículas de agregados y los vacios entre ellas.

• Como se puede medir? ASTM C 29 :

• Peso unitario de los agregados es requerido para el diseño de mezclas de concreto - método de volumen.

Peso Unitario y vacios en los agregados


Peso Unitario

100%

1

)1(

1_

sec

sec

3

sec

3

sec

3

3

wo

awo

wo

av

wo

aa

av

va

BSG

UWBSGvacios

mBSG

UWV

mBSG

WV

mVV

mVVtotalvolumen

Peso unitarios están en el rango de 1450 – 750 kg/m3

Variación del peso unitario

Fuente: Concrete, S. Mindess, J. Young 2003

Granulometría de los agregados (gradación)


IMPORTANCIA DE LA GRADACION DEL AGREGADO


Como se presentan los datos de gradación o granulometría?

Curva de Gradación:

• Basado en el porcentaje acumulado en cada tamiz.

• La curva resultante se traza en una gráfica graduada en la que las ordenadas representan el porcentaje acumulativo y las abscisas son las aberturas del tamiz (escala logarítmica).

Curva de Gradación

54


Como se presentan los datos de gradación o granulometría?

Para que sirve una curva de Gradación?

• Relacionado directamente con los requerimientos de pasta de cemento de la mezcla de concreto.

• Que se espera- todos los vacios entre agregados rellenos de la pasta de cemento.

• Volumen de vacios mayor – tamaño uniforme

• Volumen de vacios menor – tamaño variado (menos pasta de cemento)

Tipos de gradación

Comparación del tamaño de vacios para diferentes gradaciones de agregados

http://www.cement.org/tech/cct_cracking.asp

Influencia del tamaño del agregado


Tipos de gradación

Mismo tamaño =Línea vertical


Modulo de finura

Modulo de Finura:

• Suma de los porcentajes acumulados retenidos en los tamices de series estandarizadas dividido entre 100.

• La serie de tamices estandarizados son: ASTM # 100, 50, 30, 16, 8, 4.

• Se calcula generalmente para agregados finos.

• Valores típicos del modulo de finura están en el rango de 2.3-3.0.

• A mayor valor, gradación mas gruesa.

Para que sirve el Modulo de finura?

• Relacionado con la gradación de las partículas en un mismo agregado.

• Aplicaciones en obra- manejabilidad del concreto.

• Detección de variaciones de un agregado de la misma fuente.

Modulo de Finura

• Una medida de la granulometría de los agregados finos

• Se usa en:

– Diseño de Mezclas de Concreto

– Control de Calidad diario en la producción de Hormigón

• Ri = Porcentajes acumulativos retenidos de las mallas de series

estandarizadas: #100, 50, 30, 16, 8, 4, y 3/8”

• Valores del módulo de finura varia en el rango 2.3 - 3.1 para

agregados finos.

• Los números mas altos corresponderán a áridos mas gruesos.

100iR

MF

Granulometría de agregados

Cual recipiente tiene mayor volumen de agregados, o lo que es lo mismo, menor cantidad de espacios vacios?

Granulometría de densidad máxima

• En 1907 Fuller estableció la relación para determinar la distribución de agregados que provee la densidad máxima (mínima cantidad de vacios).

Pi = porcentaje que pasa el tamiz de tamaño di

di = el tamaño del tamiz

D = máximo tamaño del agregado

• En los 60’s, el FHWA introdujo la grafica granulométrica potencia 0.45

• Usualmente, una granulometría densa y no una máxima es la que se desea en las mezclas.

45.0

100D

dP i

i

Curvas de Gradación Optima


Otros tipos de granulometría

• Distribución de un tamaño:

– La mayoría de los agregados pasa un tamiz y es retenido en el siguiente

– La curva granulométrica es casi vertical

– Tienen buena permeabilidad, poca estabilidad

• Granulometría con brecha:

– No tienen uno o más tamaños

– La curva tiene una sección horizontal

• Granulometría abierta :

– No tienen agregados finos para bloquear los vacíos entre los agregados gruesos

– Tienen buena permeabilidad, poca estabilidad

Otros tipos de granulometría

Línea recta - densidad máxima de mezcla de agregado


Granulometría

Curva Granulometrica

Comparacion de los agregados finos

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

0,0100,1001,00010,000

Abertura tamiz (mm)

% P

asa

Santo Tomas Ingecost Pavimento Universal Medano

Dugarte, Soto 2005

Curva Granulometrica

Comparacion de los agregados gruesos

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

1,00010,000100,000

Abertura tamiz (mm)

% P

as

a

Ingecost Pavimento Universal

Dugarte, Soto 2005

Especificaciones de Granulometría

• Las especificaciones de granulometría indican los máximos y mínimos porcentajes que debe acumularse en cada tamiz

• Por ej., la norma ASTM C33 especifica los requerimientos para agregados finos y gruesos para hormigón de cemento Portland

Especificaciones de granulometría ASTM C33para agregados finos de hormigón de cementoPortland

Granulometría combinada

• Una sola fuente de agregados o áridos resulta insuficiente para satisfacer los requisitos granulométricos de las mezclas de concreto de cemento portland o concreto asfaltico.

• Mezcla satisfactoria de árido se puede determinar mediante:

– Método grafico

– Método de prueba y error para determinar las proporciones.

EJEMPLO

METODO GRAFICO

Combinación Granulometría



Combinación de agregados paracumplir con especificaciones – Método Grafico

• Dibujar los porcentajes que pasan por cada tamiz en el eje

derecho para el agregado A y en el eje izquierdo para el

agregado B

• Para cada tamiz, unir los ejes izquierdo y derecho

• Dibujar los limites de la especificación de cada tamiz en las

líneas

• Unir los puntos límites superior e inferior en cada línea

• Dibujar líneas verticales en el punto más a la derecha de la

línea de límites superiores y en el punto más a la izquierda de la

línea de límites inferiores . Si se sobreponen, no hay solución

• Cualquier línea vertical entre esas dos líneas es una

combinación que cumple con las especificación.

• Proyectando intersecciones de la línea de la combinación y las

líneas de los tamices da un estimado de la granulometría de la mezcla.

Mezcla

Recomendada

OTRO EJEMPLO

METODO GRAFICO

Granulometrías de los agregados disponibles y

especificación del ACI (Comb 1)

TamizGradación material disponible ACI

A B Especificación

100

1 100 90 - 100

¾ 58,7

½ 5,2 56 - 80

⅜ 0,4 100

4 0,1 94 29 - 59

8 76,8 19 - 45

16 59,4

30 35,0

50 13,4 5 - 17

100 6,2

200 5,2 1 - 7Dugarte, Soto 2005

0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0102030405060708090100

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

% P

asa a

gre

gado fin

o (

Pavim

ento

Univ

ers

al)

% Agregado fino retenido referido al agregado total

% P

asa a

gre

gado g

rueso (

Ingecost)

Nº 200Nº 100

Nº 50

Nº 30

Nº 16

Nº 8

Nº 4

Nº 43/8

1/2

3/4

% Agregado grueso retenido referido al agregado total

Tamaño maximo nominal: 3/4"

Dugarte, Soto 2005

Mezcla de Gradaciones de agregados

• Una sola fuente de agregados o áridos resulta insuficiente para satisfacer los requisitos granulométricos de las mezclas de concreto de cemento portland o concreto asfaltico.

• Mezcla de agregados de dos o mas fuentes para satisfacer las especificaciones.

Pi = Ai a + Bi b + Ci c….

Para tamiz i,

Pi = Porcentaje del material mezclado que pasa el tamiz de tamaño i

Ai, Bi, Ci … = porcentaje de los áridos A, B, C,… que pasan por el tamiz i

a, b, c … = fracciones decimal en peso de los áridos A, B, C, … siento el

total igual a 100

• Usando una hoja de calculo se pueden calcular las granulometrías

combinadas

EJERCICIOS

mezclalaenutilizadosagregadoslosde

pesoelsegundecimalesfraccionesPPP

mezclaladeespecíficaGravedadG

G

P

G

P

G

PG

___3,2,1___

____,,

____

1

321

3

3

2

2

1

1

• Se mezclan áridos procedentes de tres diferentes canteras A, B, C que tienen gravedades específicas en estado seco de 2.753, 2.649, 2.689, respectivamente. La mezcla se lleva a cabo con una relación de 70:20:10 en peso. ¿Cuál es la gravedad específica en la mezcla de áridos?.

SOLUCION:


Propiedades de agregados

combinados

Blended specific gravity:

Other properties weighted average:

...

1

3

3

2

2

1

1

G

P

G

P

G

PG

ii

iii

pP

pPxX

332211 XPXPXPX

Mamlouk/Zaniewski, Materials for Civil and

Construction Engineers, Third Edition. Copyright ©


EJERCICIOS

• Calcule el porcentaje de agregado que pasa por cada tamiz y dibuje la curva granulométrica correspondiente.

SOLUCION: ver siguiente diapositiva

TAMIZ mm 4.75 2.36 2.00 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 Bandeja

Cantidad

retenida0 33.2 56.9 83.1 151.4 40.4 72 58.3 15.6

Solución

Tamiz

(mm)

Cantidad

retenida

(g) [a]

Cantidad retenida

acum. (g)

[b]

% retenido

acum.

[c]=(b*100)/total

Porcentaje

que pasa

[d]=100-(c)

4.75 (4) 0 0 0,0 100

2.36 (8) 33,2 33,2 6,5 94

2.00 (10) 56,9 90,1 17,6 82

1.18 (16) 83,1 173,2 33,9 66

0.60 (30) 151,4 324,6 63,5 36

0.30 (50) 40,4 365 71,4 29

0.15(100) 72 437 85,5 14

0.075(200) 58,3 495,3 96,9 3,1

Bandeja 15,6510,9 100,0 0,0

TOTAL

El porcentaje que pasa se redondea al numero entero mas próximo, excepto para el material del tamiz 200, que se redondea al múltiplo mas próximo de 0.1%.

Curva Granulométrica

4,750

2,360

2,000

1,180

0,600

0,300

0,150

0,0750

20

40

60

80

100

0,01 0,1 1 10

Po

rce

nta

je q

ue

pa

sa (

%)

Tamaño del tamiz, mm

EJERCICIOS

100

)4,8,16,30,50,100_(__%__

acumuladoretenidoFinuradeMódulo

• Calcule el modulo de finura para los resultados del análisis granulométrico de la tabla anterior. Que se puede decir de la arena con ese módulo de finura:

SOLUCION:

EJERCICIOS

• Una muestra de 500 g de agregado fino (arena) presenta los siguientes pesos retenidos en los tamices luego del ensayo de granulometría. Determine el modulo de finura de la arena.:

Tamiz

(mm)

Cantidad

retenida

(g) [a]

% retenido

[b]

% retenido

acum.

[c ]

4.75 (4) 15

2.36 (8) 60

2.00 (10)

1.18 (16) 100

0.60 (30) 105

0.30 (50) 130

0.15(100) 90

0.075(200)

EJERCICIOS

• Utilice la siguiente información para calcular el porcentaje de humedad total y libre:

Masa de arena húmeda = 627,3 g

Masa de arena seca = 590,1 g

Absorción = 1,5%

SOLUCION:

EJERCICIOS

• Un cubo rígido se llena de agregado y este se apisona para determinar su peso unitario. Los datos obtenidos son los siguientes:

Volumen del cubo = 1/3 pie3

Peso del cubo vacio = 18,5 libras

Peso del cubo lleno de árido grueso seco y apisonado = 55,9 libras

DETERMINE:

• Calcule el peso unitario del árido seco apisonado

• Si la gravedad especifica en estado seco del árido es 2,630. Calcule el porcentaje de vacios en el árido.

EJERCICIOS

• Se introduce agregado grueso en un contenedor rígido y se aplana para obtener su peso unitario, obteniendo los siguientes datos:

Volumen del contenedor = 1/2 pie3

Peso del contenedor vacio = 20,3 libras

Peso del contenedor lleno de árido grueso seco y aplanado = 69,6 libras

DETERMINE:

• Calcule el peso unitario del árido seco apisonado

• Si la gravedad especifica en estado seco del árido es 2,620. Calcule el porcentaje de vacios en el árido.

EJERCICIOS

• Una mezcla de 1080 g de grava con una absorción efectiva EA = 0.90% y 720 g de arena con una humedad superficial SM = 2.51% se emplean en una mezcla de concreto. Compute el ajustes que debe hacerse al agua adicionada al mezclado para mantener constante la relación w/c:

EJERCICIOS

• Una mezcla de agregados 40% arena y 60% grava tiene un Peso Unitario de 1920 kg/m3. si la densidad especificas de los agregados son:

– BSG arena = 2.60

– BSC grava = 2.70

Calcule el porcentaje (%) de volumen de vacios en la mezcla de agregados.

Reactividad Álcali-Agregado

• Silicio en algunos agregados reacciona químicamente con los álcalis (Na2O, K2O) en el Cemento Portland (especialmente en climas cálidos, húmedos )

– Expansión excesiva

– Agrietamiento

– Desmoronamiento/ampollas

• Factores que controlan la reacción álcali-agregado:– Naturaleza de la sílice reactiva

– Cantidad de sílice reactiva

– Tamaño de partículas de material reactivo

– Álcali disponible para reaccionar

– Humedad

– Uso de aditivos minerales en el concreto: Fly ash, silica fume

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ASTM C227 es el ensayo usado para determinar la reactividad entre cemento y agregado


• Silicio en algunos agregados reacciona químicamente con los álcalis (Na2O, K2O) en el Cemento Portland (especialmente en climas cálidos, húmedos )

– Expansión excesiva

– Agrietamiento

– Desmoronamiento/ampollas

• Carbonatos en los agregados pueden también reaccionar pero a menor grado.

• Minimizar reactividad en el concreto si se tienen este tipo de agregados:

– Tipo II cemento – reducir contenidos de álcalis en P.C.

– Mantener el concreto seco. Uso de escorias de alto horno (Puzolanas) reducen la reactividad a los álcalis. (moderado)

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• ENSAYOS

– ASTM C227 – Reactividad

cemento – agregado

• Expansión : Barra de mortero a

condi. Espec. Temp. y humedad.

– ASTM C289 – agregados silicios

potencialmente reactivos

– ASTM C586 – agregados de roca

carbónica potencialmente

expansiva (álcali-carbonato)


• Sustancia

– Impurezas orgánicas

• retarda endurecimiento, reducir resistencia, deterioro

– Material < 0.075 mm (No. 200)

• Debilita unión agregado-pasta, incrementar agua mezclado

– Carbón, lignita u otros materiales de baja densidad

• Reduce durabilidad

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Sustancias Nocivas en los agregados

Propiedades de los agregados

• Propiedades mecánicas:

– adherencia, resistencia, dureza, resistencia al desgaste.

• Propiedades físicas:

– gravedad especifica, densidad de masa, porosidad y absorción, contenido de humedad, cambios de volumen,

• Propiedades térmicas:

• Impurezas orgánicas

• Gradación o granulometría

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