ENSAYO DE ABRASIÓN DE AGREGADOS GRUESOS

La palabra abrasión es la acción y efecto de raer o desgastar por fricción. En la

medicina, abrasión es la ulceración no profunda de la piel o de las mucosas a causa

de un traumatismo o de una quemadura. También se refiere a la acción irritante de

los purgantes enérgicos.

En los agregados gruesos una de las propiedades físicas en los cuales su importancia y

su conocimiento son indispensables en el diseño de mezclas es la RESISTENCIA A LA

ABRASIÓN O DESGASTE de los agregados.

Esta es importante porque con ella conoceremos la durabilidad y la resistencia que

tendrá el concreto para la fabricación de losas, estructuras simples o estructuras que

requieran que la resistencia del concreto sea la adecuada para ellas.

Agregados debe ser duro y resistente a la abrasión para evitar el aplastamiento, la

degradación y

Desintegración cuando las existencias, alimentado a través de una planta de asfalto,

colocado con ex tendedora, compactado con rodillos, y sometidos a las cargas de

tráfico. Estas propiedades son especialmente importantes para abrir brecha o

clasificado mezclas de concreto asfáltico (tales como cursos de fricción libre calificado

y el asfalto de la matriz de piedra) que no se benefician del efecto de amortiguación

del agregado fino y donde las partículas gruesas están sometidos a tensiones de

contacto de alto.

Agregados que carecen de resistencia adecuada y resistencia a la abrasión puede

causar construcción y los problemas de rendimiento. La degradación que ocurre

durante la producción puede afectar a la gradación en general y, por tanto, ampliar la

brecha entre las propiedades de la mezcla de laboratorio diseñado y campo producido

mezcla.

El estudio de las especificaciones indicadas que el 94 por ciento de los estados utilizan

la prueba de abrasión de Los Ángeles o alguna variación. Sólo dos estados tienen un

requisito de la degradación de algunas pruebas de otro tipo. La mayoría de los estados

tienen un pérdida máxima permitida de 40 o 45 por ciento.

Factores que afectan la resistencia a la abrasión del concreto

Se han desarrollado varias maneras de medir el desgaste o la resistencia a la abrasión,

a nivel de laboratorio como a escala natural; pero los resultados son bastante relativos

pues ninguna de ellas puede reproducir las condiciones reales del uso de las

estructuras, ni dar una medida absoluta en términos numéricos que puede servir para

comparar condiciones de uso o concretos similares; por lo tanto el mejor indicador es

evaluar principalmente factores como la resistencia en compresión, las características

de los agregados, el diseño de mezcla, la técnica constructiva y el curado.

Recomendaciones para el control de la abrasión

Teniendo claros estos conceptos, es obvio que en la medida que desarrollemos las

capacidades resistentes de la capa de concreto que soportará la abrasión, lograremos

controlar el desgaste.

Se estima que la superficie aludida debe tener una resistencia en compresión mínima

de 280 kg/cm para garantizar una durabilidad permanente respecto a la abrasión, lo

cual indica que es necesario emplear relaciones agua/ cemento bajas, el menor slump

compatible con la colocación eficiente, agregados bien graduados y que cumplan con

los límites ASTM C-33 para gradación y abrasión, así como la menor cantidad posible

de aire atrapado.

EQUIPO A EMPLEARSE

1. Maquina de los Ángeles.

2. Recipientes metálicos.

3. Balanza electrónica (Capacidad 50 kg) (Sen. 0,01gr)

4. Pala

5. Tamices cuadrados (3/4” a ½” ; ½” a 3/8”)

6. Esferas (N° 11)

7. Tamiz #12

PROCEDIMIENTO

Para partículas menores de 1 ½ “ . Para este ensayo necesitamos como equipo

maquina de los Ángeles, balanzas, tamices y agregados gruesos, carga abrasiva

(esferas), lampa; para este ensayo necesitamos 5000 gr de material respecticos de la

siguiente manera:

Pasante

Retiene

(Retenidos

)

“A” (12)

gr

“B” (11)

gr

“C” (8)

gr

“D” (6)

gr

1 ½” 1 “ 1250 ± 25

1” ¾ “ 1250 ± 25

¾ “ ½ “ 1250 ± 10 2500 ± 10

½” 3/8 “ 1250 ± 10 2500 ± 10

3/8 “ ¼ “2500 ±

10

¼ “ N° 42500 ±

10

N° 4 N° 85000 ±

10

Estos cuatro métodos llevan necesariamente una carga abrasiva que no son otra cosa

que esferas de acero con un diámetro aproximado de 46.8 mm y un peso que va entre

390 y 445 gr la misma que está en función de la graduación de la muestra.

Gradación#

Esfera

Masa de la Carga

Abrasiva

A 12 5000

B 11 4584

C 8 3330

D 6 2500

Nota.- Este ensayo lo realizamos por el Método “B” por lo cual tenemos que dirigirnos

por las especificaciones que nos indican los cuadros anteriormente dados.

1.- Procedemos a poner los tamices el de ¾ “ a ½” y sobre ellos poner la grava, de ahí

lo que pase el tamiz de ¾ “ y lo que queda retenido en el tamiz ½ “ es lo que vamos

a querer y debemos tener un peso de 2500 gr.

2.- Luego procedemos a poner los tamices el de ½” a 3/8 “ y sobre ellos poner la

grava, de ahí lo que pase el tamiz de 3/8 “ y lo que queda retenido en el tamiz 3/8”

es lo que vamos a querer y debemos tener un peso de 2500 gr.

3.- Luego pesamos las esferas, pero como estamos ensayando por el método “B”

tenemos que poner 11 esferas, las cuales nos deben dar un peso total de 4584 gr.

4.- Luego colocamos los dos materiales juntos y tamizados en la máquina de los

ángeles junto con las 11 esferas

5.-Luego se hace girar este con una velocidad entre 30 y 33 rpm, girando hasta

completar 500 vueltas teniendo en cuenta que la velocidad angular es constante.

6.- Luego una vez hecho esto sacamos todo el material triturado de la máquina de los

ángeles y lo tamizamos por el tamiz #12 y pesamos lo que queda retenido y lo que

pasa y debe darnos el peso igual al que empezamos que fue de 5000 gr.

MEDICIONES Y/O CALCULOS

Peso antes de la Abrasión: 5000 gr

Después de la Abrasión:

Peso Pasante en el Tamiz #12 (PPT#12) = 4,14 kg = 4140 gr

Peso Retenido ene l Tamiz #12 (PRT#12) = 0,86 kg = 860 gr

Porcentajes:

PPT ¿12=(5000−4140 )gr

5000∗100% PRT ¿12=

(5000−860 )gr5000

∗100%

PPT ¿12=17,2% PPT ¿12=82,8%

Peso Total = PPT#12 + PRT#12 = 17,2 % + 82,8% = 100 % = 5000 gr

Colocada del material en el Tamiz/Marcación de revoluciones/Maquina de los Ángeles

Sacudida del material Pesada de las esferas. Balanza Electrónica

También se puede tener en cuenta que las propiedades de los agregados

dependen principalmente de las características de la roca madre de donde

proviene.

El porcentaje pasante del Tamiz # 12 es de 17,2 % que es lo adecuado para el

método de la abrasión.

Este método solo es para partículas menores de 1 ½ “.

CEMENTO CON RESISTENCIA A LOS SULFATOS

Cuando un profesional proyecta y construye una edificación no solo se preocupa por definir un nivel de resistencia del concreto, sino que debe establecer las características que esta mezcla debe tener a fin de lograr que esta estructura cumpla con las condiciones de uso para las que fue proyectada durante toda su vida útil. Para ello, resulta fundamental conocer el grado de agresividad a los que serán sometidos los diferentes elementos componentes de las estructuras.

La clasificación de los cementos se puede hacer según diferentes criterios. Las principales características distintivas en las que pueden basarse dichos criterios pueden ser:

1. las clases o categorías resistentes (resistencias mecánicas mínimas o medias, usualmente la resistencia a la compresión a los 28 días

2. los tipos de cemento (cementos portland, cementos siderúrgicos, cementos puzolánicos, etc.

3. las propiedades características especiales más importantes (bajo calor de hidratación, resistencia frente medios agresivos por ejemplo, sulfatos, rápido desarrollo de resistencias, etc

CEMENTO PORTLAND: Cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o más de las formas de sulfato de calcio como una adición durante la molienda.

CEMENTO PORTLAND TIPO V

El cemento portland Tipo V es un cemento de alta resistencia a los sulfatos, ideal para obras que estén expuestas al daño por sulfatos. Este cemento se fabrica mediante la molienda conjunta de clínker Tipo V (con bajo contenido de aluminato tricálcico <5%) y yeso.

Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias.

Propiedades:

Alta resistencia a los sulfatos.

Aplicaciones:

Ideal para losas, tuberías y postes de concreto en contacto con suelos o aguas con alto contenido de sulfatos.

Para cualquier estructura de concreto que requiera alta resistencia a los sulfatos.

Norma UNE 80303-1:2001- Cementos resistentes a los sulfatos.

 

Su desarrollo de resistencia es más lento que en el cemento tipo I. La alta resistencia a los sulfatos del cemento tipo V se atribuye al bajo contenido de aluminato tricálcico, no excediendo a 5%. El uso de baja relación agua- materiales cementantes y baja permeabilidad son funda- mentales para el buen desempeño de cualquier estructura expuesta a los sulfatos. Incluso el concreto con cemento tipo V no puede soportar una exposición severa a los sulfatos si tiene alta relación agua- materiales cementantes. El cemento tipo V, como otros cementos, no es resistente a ácidos y a otras substancias altamente corrosivas.

MÓDULO DE FINEZA

El módulo de finura, también llamado modulo granulométrico por algunos autores, no es un índice de granulometría, ya que un número infinito de tamizados da el mismo valor para el módulo de finura. Sin embargo, da una idea del grosor o  finura del agregado, por este motivo se prefiere manejar el termino de Modulo de Finura.  El  modulo  de  finura  se  calcula  sumando  los  porcentajes  retenidos  acumuladosen  los  tamices estándar (nombrados más abajo) y dividiendo la suma entre 100. 

Cambios  significativos  en  la  granulometría  de  la  arena  tienen  una  repercusión importante  en la demanda de agua y, en consecuencia, en la trabajabilidad del hormigón, por lo que si hubiese una variación  significativa  en  la  granulometría  de  la  arena  deben hacerse  ajustes  en  el  contenido  de cemento  y  agua  para  conservar  la resistencia  del  hormigón.  Para  no  tener  que  recalcular  la dosificación del hormigón  el  módulo  de  finura  del  agregado  fino,  entre  envíos  sucesivos,  no  debe variar en más de ±0.2.

Los tamices especificados que deben usarse en la determinación del módulo de finura son:

No. 100. No. 50, No. 30, No. 16, No, 8, No. 4, ”, ¾”, 1½”, 3” y de 6” y el módulo de finura será:

TAMAÑO MÁXIMO DEL AGREGADOEl Tamaño Máximo designado para el agregado, siempre es un tamaño menor que aquél a través del cual se requiere que pase el 100% del material. Por ejemplo si el tamaño máximo de agregado requerido es de 1”, el 100% deberá pasar el tamiz anterior (1½”) y casi en su totalidad (entre 90-

100%) el tamiz de 1”.  El Tamaño Mínimo es la máxima abertura de tamiz por el que pase menos del 15% en peso o se retenga en su totalidad. Habiendo definido estos dos valores, en la tabla se muestra los requisitos de gradación, para el agregado grueso y fino respectivamente, dado por la ASTM C33.

REQUISITOS DE GRADACIÓN PARA LOS AGREGADOS GRUESOS

REQUISITOS DE GRADACIÓN PARA LOS AGREGADOS FINOS

Tamiz Porcentaje que pasa

⅜”

No. 4

No. 8

No. 16

No. 30

No. 50

No. 100

100

95-100

80-100

50-85

25-60

10-30

2-10

La definición de tamaño máximo se vuelve importante al seleccionar proporciones para el hormigón que resulten coherentes con los requisitos de agua para la mezcla, dimensiones del encofrado y espaciamiento entre los aceros de refuerzo.

El tamaño máximo de un árido grueso será menor que las dimensiones siguientes:

TAMAÑO MÁXIMO DEL AGREGADO, SEGÚN LA ACI Y EL EHE

Lo importante en cuanto a la granulometría es la gradación total, por lo que puede darse el caso de agregados que no entren dentro de los límites y que sin embargo mezclándolos en las proporciones adecuadas, suministran una distribución de partículas eficiente. La Norma ASTM C33 indica que se podrán emplear agregados que no cumplan los requerimientos, si se demuestra que con ellos se obtienen hormigones que satisfacen las especificaciones técnicas del proyecto. 

TRABAJABILIDAD DEL CONCRETO FRESCO

La facilidad de colocación, consolidación y acabado del concreto fresco y el grado que resiste a la segregación se llama trabajabilidad. El concreto debe ser trabajable pero los ingredientes no deben separarse durante el transporte y el manoseo.

El grado de la trabajabilidad que se requiere para una buena colocación del concreto se controla por los métodos de colocación, tipo de consolidación y tipo de concreto. Los diferentes tipos de colocación requieren diferentes niveles de trabajabilidad.

Los factores que influyen en la trabajabilidad del concreto son: 1. El método y la duración del transporte;2. Cantidad y características de los materiales cementantes;3. Consistencia del concreto (asentamiento en cono de abrams o revenimiento)4. Tamaño, forma y textura superficial de los agregados finos y gruesos 5. Aire incluido (aire incorporado); 6. Cantidad de agua; 7. Temperatura del concreto y del aire y 8. Aditivos.

La distribución uniforme de las partículas de agregado y la presencia de aire incorporado ayudan considerablemente en el control de la segregación y en la mejoría de la trabajabilidad. La Figura 1-6 enseña el efecto de la temperatura de colocación sobre la consistencia o asentamiento en cono de Abrams y sobre la trabajabilidad potencial de las mezclas.

Las propiedades relacionadas con la trabajabilidad incluyen consistencia, segregación, movilidad, bombeabilidad, sangrado (exudación) y facilidad de acabado. La consistencia es considerada una buena indicación de trabajabilidad. El asentamiento en cono de Abrams se usa como medida de la consistencia y de la humedad del concreto.