GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO

La granulometría de una base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor.

AGREGADO FINO

Granulometría:

La granulometría se refiere a la distribución de las partículas de arena. El análisis granulométrico divide la muestra en fracciones, de elementos del mismo tamaño, según la abertura de los matices utilizados.

La calidad del concreto depende básicamente de las propiedades de la mezcla, en especial de la granulometría y otras características de la arena . Como no es fácil modificar la Granulometría de la arena a diferencia de lo que sucede con el agregado grueso, que se puede cribar y almacenar separadamente sin dificultad, la atención principal se dirige al control de su homogeneidad.

Requisitos de granulometría de la Organización Internacional de Normalización (ISO) para el agregado fino:

MALLA PORCENTAJE QUE PASA

9.5 mm 3/8 100

4.75 mm No 4 95 – 100

2.36 mm No 8 80 – 100

1.18 mm No 16 50 – 85

600 micrones No 30 25 – 60

300 micrones No 50 10 – 30

150 micrones No100 2 – 10

Curva Granulométrica:Gráficas que representan por medio de dos ejes perpendiculares entre sí, horizontal y vertical, en donde las ordenadas representan el porcentaje que pasa y en el eje de las abscisas la abertura del tamiz cuya escala es logarítmica.Las curvas granulométricas permiten visualizar mejor la distribución de tamaños dentro de una masa de agregados y permite conocer además que tan grueso o fino es.

Definiciones importantes: AGREGADO FINO: Es el agregado proveniente de la desintegración

natural (arena) o artificial, que pasa el tamiz 9.5 mm (3/8) y que cumple con los requisitos establecidos en la norma.

GRANULOMETRÍA: La granulometría de una base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor.

MÓDULO DE FINURA: El módulo de finura es un parámetro que se obtiene de la suma de los porcentajes retenidos acumulados dividido entre 100.

MF Af=∑%retenidoacumulado (Nº 4 , Nº 8 , Nº 16 , Nº30 , Nº50 , Nº100)

100

o El módulo de finura del agregado fino varía entre 2.2-3.3; usándose

agregados que tienes un MF de 2.2-2.8 para concretos normales y agregados que tiene un MF de 3-3.3 para concretos de alta resistencia.

EQUIPOS Y MATERIALES:

- Balanza:

- Tamices: Nº8, Nº10, Nº30, Nº50, Nº100, Nº200.

- Cazoleta.

- Cepillo de dientes.

- Cantidad de arena seca.

-

PROCEDIMIENTO:

Inicialmente ubicamos los tamices de manera adecuada, estos tienen que estar de menor a mayor según la abertura que presenten.

Pesamos una muestra de agregado fino previamente secado a 105°Cy registramos su valor.

Luego se procede a echar toda la muestra de agregado dentro del primer tamiz de la ruma (nº4), posteriormente se da inicio al zarandeo, hasta que se pueda observar que el agregado ya no pasa de un tamiz a otro.

Posteriormente retiramos con cuidado cada uno de los tamices y pesamos la cantidad de muestra que fue retenida en ellos y registramos

ESPECIFICACIONES TECNICAS AGREGADO FINO.

- El agregado fino deberá estar graduado dentro de los límites indicados en la NTP 400.037. Es recomendable tener en cuenta lo siguiente:1) La granulometría seleccionada deberá ser preferentemente continua, con valores

retenidos en las mallas Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50 y Nº100 de la serie de Tyler.2) El agregado no deberá retener más del 45% en dos tamices consecutivos

cualesquiera.3) En general, es recomendable que la granulometría se encuentre dentro de los

siguientes límites: NTP 400.037

MALLA PORCENTAJE QUE PASA

3/8” 100

Nº4 95-100

Nº8 80-100

Nº16 50-85

Nº30 25-60

Nº50 10-30

Nº100 2-10

El porcentaje indicado para las mallas Nº50 y Nº100 podrá ser reducido a 5% y 0% respectivamente, si el agregado es empleado en concretos con aire incorporado que contenga más de 225 kgs. de cemento por metro cúbico, o si se emplea un aditivo mineral para compensar la deficiencia en los porcentajes mencionados.

- El módulo de fineza del agregado fino se mantendrá dentro del límite de 0.2 del valor asumido para la selección de las proporciones del concreto; siendo recomendable que el valor asumido esté entre 2.35 y 3.15. Si excede el límite indicado de 0.2, el agregado podrá ser rechazado por la Inspección, o alternativamente ésta podrá autorizar ajustes en las proporciones de la mezcla para compensar las variaciones en la granulometría. Estos ajustes no deberán significar reducciones en el contenido de cemento.

- El agregado fino no deberá indicar presencia de materia orgánica cuando ella es determinada de acuerdo a los requisitos de la NTP 400.013.

Podrá emplearse agregado fino que no cumple con los requisitos de la norma indicados siempre que:

1) La coloración en el ensayo se deba a la presencia de pequeñas partículas de carbón, lignito u otras partículas similares; o

2) Realizado el ensayo, la resistencia a los siete días de morteros preparados con dicho agregado no sea menor del 95% de la resistencia de morteros similares preparados con otra porción de la misma muestra de agregado fino previamente lavada con una solución al 3% de hidróxido de sodio.

- El porcentaje de partículas inconvenientes en el agregado fino no deberá exceder de los siguientes límites: Lentes de arcilla y partículas desmenuzables………………………….

………….3% Material más fino que la Malla Nº200:

a) Concretos sujetos aabrasión……………………………………………………….3%

b) Otros concretos..……….………….……………………………………………0.5%

Carbón:1) Cuando la apariencia superficial del concreto es importante…………….0.5%

2)OtrosConcretos……………………………………………….…………………1%

Finalmente, la granulometría deberá corresponder a la gradación C de la siguiente tabla (similar a la normalizada por el ASTM).

GRANULOMETRIA DEL AGREGADO FINO, NTP 400.037

TAMIZ PORCENTAJE DE PESO (MASA) QUE PASA

LIMITES TOTALES *C M F

9.5 mm (3/8) 100 100 100 100

4.75 mm (Nº4) 89 – 100 95 – 100 89 – 100 89 – 100

2.36 mm (Nº8) 65 – 100 80 – 100 65 – 100 80 – 100

1.18 mm (Nº16) 45 – 100 50 – 85 45 – 100 70 – 100

600 um (Nº30) 25 – 100 25 – 60 25 – 80 55 – 100

300 um (Nº50) 5 – 70 10 – 30 5 – 48 5 – 70

150 um (Nº100) 0 – 12 2 – 10 0 - 12* 0 – 12

* Incrementar a 5% para agregado fino triturado, excepto cuando se use para pavimentos.

AGREGADO GRUESO

Se define como agregado grueso al material retenido en el tamiz 4.75 mm. (N º 4) y cumple los límites establecidos en la NTP 400.037.

La granulometría seleccionada deberá ser de preferencia continua. La granulometría seleccionada deberá permitir obtener la máxima densidad del

concreto de la mezcla. La granulometría seleccionada no deberá tener más del 5% del agregado

retenido en la malla de 11/2” y no más del 6% del agregado que pasa la malla de 1/4’’.

El agregado grueso podrá consistir de grava natural o triturada, piedra partida, o agregados metálicos naturales o artificiales. El agregado grueso empleado en la preparación de concretos livianos podrá ser natural o artificial.

Debe seguir las siguientes condiciones:

Deberá estar conformado por partículas limpias, de perfil preferentemente angular, duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa. Las partículas deberán ser químicamente estables y deberán estar libres de escamas, tierra, polvo, limo, humus, incrustaciones superficiales, materia orgánica, sales u otras sustancias dañinas.

Definiciones importantes: Tamaño máximo nominal:

Está dado por la abertura de la malla inmediatamente superior a la que retiene el primer 15% o más del agregado grueso.Según el reglamento nacional de edificaciones el tamaño máximo nominal del agregado para concreto:a) Será el pasante por el tamiz 2 ½”b) No será mayor que:

- 1/5 de la menor separación entre los lados del encofrado.- 1/3 del peralte de la loza.- 3/4 del espaciamiento mínimo libre entre varillas o alambres de

refuerzo.

Tamaño máximo:Esta dado por la abertura de la malla que retiene la primera cantidad de agregado de la muestra.

Modulo de finura del agregado grueso:

MF Ag=∑ ¿¿¿

ESPECIFICACIONES TECNICAS AGREGADO GRUESO

- Es recomendable tener en consideración lo siguiente: Según NTP400.037 ó la Norma ASTM C331) La granulometría seleccionada deberá ser de preferencia continua.2) La granulometría seleccionada deberá permitir obtener la máxima densidad del

concreto, con una adecuada trabajabilidad y consistencia en función de las condiciones de colocación de la mezcla.

3) La granulometría seleccionada no deberá tener más del 5% del agregado retenido en la malla de 11/2” y no más del 6% del agregado que pasa la malla de ¼ ”.

El agregado grueso debería estar graduado dentro de los límites especificados en la NTP 400.037, tal como sigue:

REQUISITOS GRANULOMETRICOS DEL AGREGADO GRUESO

Tabla

Nº

A.S.T.M

TAMAÑO

NOMINAL

% QUE PASA POR LOS TAMICES NORMALIZADOS

100mm

90 mm

75 mm

63 mm

50 mm

37,5 mm

25 mm

19mm

12,5mm

9,5 mm

4,75 mm

2,36 mm

1,18mm

4” 3.5” 3” 2.5” 2” 1.5” 1” ¾” ½” 3/8” Nº4 Nº8 Nº16

131/2”a11/2”

100 90a100

25a60

0a15

0a5

221/2”a11/2”

100 90a100

35a70

0a15

0a5

32”a1”

100 90a100

35a70

0a15

0a5

3572”aNº4

100 95a100

35a70

10a30

0a5

411/2”a¾”

100 90a100

20a55

0a15

0a5

46711/2”aNº4

100 95a100

35a70

10a30

0a5

51”a½”

100 90a100

20a55

0a10

0a5

561”a3/8”

100 90a100

40a85

10a40

0a15

0a5

571”aNº4

100 95a100

25a60

0a10

0a5

6¾”a3/8”

100 90a10

20a55

0a15

0a5

67¾”aNº4

100 90a100

20a55

0a10

0a5

7½”aNº4

100 90a100

40a70

0a15

0a5

93/8”aNº8

100 85a100

10a30

0a10

0a5

- Las Normas de Diseño Estructural recomiendan que el tamaño nominal máximo del agregado grueso sea el mayor que pueda ser económicamente disponible, siempre que él sea compatible con las dimensiones y características de la estructura. Se considera que, en ningún caso el tamaño nominal máximo del agregado no deberá ser mayor de:1) Un quinto de la menor dimensión entre caras de encofrados; o2) Un tercio del peralte de las losas; o3) Tres cuartos del espacio libre mínimo entre barras o alambres individuales de

refuerzos; paquetes de barras; torones; o ductos de presfuerzo.En elementos de espesor reducido, o ante la presencia de gran cantidad de armadura; se podrá con autorización de la Inspección reducir el tamaño nominal máximo del agregado grueso, siempre que se mantenga una adecuada trabajabilidad y se cumpla con el asentamiento requerido, y se obtenga las propiedades especificadas para el concreto.

- El porcentaje de partículas inconvenientes en el agregado grueso no deberá exceder de los siguientes valores: Arcilla

……………………………………………………………………………0.25%

Partículas deleznables…………………………………………………………..….5.00%

Material más fino que pasa la malla Nº 200……………………………………..1.00%

Carbón y lignito: Cuando el acabado superficial del concreto es de importancia.…………..0.50%

Otros concretos…………………………..…………………………..…………1.00%

El agregado grueso cuyos límites de partículas perjudiciales excedan a los indicados, podrá ser aceptado siempre que en un concreto preparado con agregado de la misma procedencia; haya dado un servicio satisfactorio cuando ha estado expuesto de manera similar al estudiado; o en ausencia de un registro de servicios siempre que el concreto preparado con el agregado tenga características satisfactorias, cuando es ensayado en el laboratorio.

- El agregado grueso empleado en concreto para pavimentos, en estructuras sometidas a procesos de erosión, abrasión o cavitación, no deberá tener una perdida mayor del 50% en el ensayo de abrasión realizado de acuerdo a la NTP 400.019 ó NTP 400.020, ó a la Norma ASTM C 131.

- EL lavado de las partículas de agregado grueso se deberá hacer con agua preferentemente potable. De no ser así, el agua empleada deberá estar libre de sales, materia orgánica, o sólidos en suspensión.

EQUIPOS Y METERIALES:- Balanza.

- Tamices (1 ½”. 1”,3/4”,1/2”,3/8”,Nº4)

- Una muestra de agregado grueso.PROCEDIMIENTO:

- Seleccionamos un tamaño de muestra.

- Ordenamos las mallas según el tamaño de su abertura de menor a mayor.

- Colocamos la muestra en el primer tamiz (1 ½”)

- Tamizamos realizando movimientos a la ruma de tamices.

- Extraemos cuidadosamente la muestra retenida en cada tamiz y pesamos.

- Realizamos los cálculos y graficamos la curva granulométrica

RESULTADOS

AGREGADO FINO

ASTM C-33

Huso Granulométrico ArenaHuso M Huso C Huso F

Tami Abertura (mm) Límites tolerables Límites tolerables Límites tolerables3/8" 9.5 100 100 1004 4.75 89 100 95 100 89 1008 2.36 65 100 80 100 80 10016 1.18 45 100 50 85 70 10030 0.60 25 80 25 60 55 10050 0.30 5 48 10 30 5 70100 0.15 0 12 2 10 0 12

TAMIZABERTURA(mm)

PESO RETENIDO

%RETENIDO

% RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA

3/8" 9.5 0 0 0 100Nº4 4.75 120 12 12 88Nº8 2.36 150 15 27 73Nº16 1.18 140 14 41 59Nº30 0.6 190 19 60 40Nº50 0.3 215 21.5 81.5 18.5Nº100 0.15 110 11 92.5 7.5

CAZOLETA 60 0.6 98.5 1.5

Modulo de finura:

MF Af=∑%retenidoacumulado (Nº 4 , Nº 8 , Nº 16 , Nº30 , Nº50 , Nº100)

100Remplazando los datos de la tabla:MF Af=¿3.14

Porcentaje de material pasante la malla Nº200(F): Nos determina la cantidad de materiales finos que posee el agregado y que afectan directamente la resistencia del concreto.

F=0.60 % Análisis de resultados:

Como podemos observar en las tablas anteriores el agregado al parecer esta buen gradado en el Huso M; pero no sucede lo propio en el Huso C que es el más importante y con el cual se hacen los diseños de mezclas; por lo tanto decimos que nuestro agregado fino está mal gradado y que requiere un proceso de mejoramiento de gradación.

El módulo de finura de nuestro agregado es muy bueno y podría usarse para la elaboración de concreto de alta resistencia.

La diferencia entre el peso inicial y final de después del tamizado del agregado fino es 15 gr que representa el 1.5% del peso total de la muestra; por lo tanto el ensayo esta hecho correctamente.

El pasante de la malla Nº 200 es 0.6% lo cual es bueno ya que se encuentra dentro de los establecido por la norma (<3%)

AGREGADO GRUESO

ASTM C-36 (56)

Tamiz Abertura (mm) Límites tolerables

1 ½” 38.1 100 1001” 25.4 90 100¾” 19.05 40 85½” 12.7 10 403/8” 9.525 0 15Nº4 4.76 0 5

TAMIZABERTURA(mm)

PESO RETENIDO

%RETENIDO

% RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA

2” 50.8 0 0 0 100

1 ½” 38.1 0 0 0 100

1” 25.4 2893 57.86 57.86 42.14

¾” 19.05 1890 37.8 95.66 4.34

½” 12.7 204 4.08 99.74 0.26

3/8” 9.525 2.9 0.058 99.798 0.202

Nº4 4.76 100 0

Módulo de finura: Se define como la sumatoria de los porcentajes retenidos en las mallas estándar sumando 600 pertenecientes a las mallas del agregado fino.

MF Ag=∑ ¿¿¿

MF Ag=7.9

De acuerdo al módulo de finura de nuestro agregado puede ser usado en concretos de resistencia normal.

Tamaño máximo.- Esta dado por la abertura de la malla que retiene la primera cantidad de agregado de la muestra.

Tamañomáximo :11 /2

Tamaño máximo nominal.- Está dado por la abertura de la malla inmediatamente superior a la que retiene el primer 15% o más del agregado grueso.

TamañoMáximoNominal (T .M .N )=1 1/2 Podemos apreciar en la gráfica que el agregado grueso no está bien gradado;

mediante un proceso hay que tratar de gradarlo correctamente para cumplir los requerimientos de obra.

IMPORTANCIA DE LA GRANULOMETRIA.

La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los agregados así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción.

Entre mas uniforme sea la granulometria , mayor sera la economía.

El tamaño máximo del agregado grueso que se utiliza en el concreto tiene su fundamento en la economía. Comúnmente se necesita mas agua y cemento para agregados de tamaño pequeño que para tamaños mayores

El numero de tamaño de la granulometría (o tamaño de la granulometría). El numero de tamaño se aplica a la cantidad colectiva de agregado que pasa a través de un arreglo mallas.

Agregado Con Granulometría Discontinua

Consisten en solo un tamaño de agregado grueso siendo todas las partículas de agregado fino capaces de pasar a través de los vacíos en el agregado grueso compactado. Las mezclas

con granulometria discontinua se utilizan para obtener texturas uniformes en concretos con agregados expuestos. También se emplean en concretos estructurales normales, debido a las posibles mejoras en densidad, permeabilidad, contracción, fluencia, resistencia, consolidación, y para permitir el uso de granulometria de agregados locales.

Una elección incorrecta, puede resultar en un concreto susceptible de producir segregación o alveolado debido a un exceso de agregado grueso o en un concreto de baja densidad y alta demanda de agua provocada por un exceso de agregado fino. Normalmente el agregado fino ocupa del 25% al 35% del volumen del agregado total. Para un acabado terso al retirar la cimbra, se puede usar un porcentaje de agregado fino respecto del agregado total ligeramente mayor que para un acabado con agregado expuesto, pero ambos utilizan un menor contenido de agregado fino que las mezclas con granulometria continua. El contenido de agregado fino depende del contenido del cemento, del tipo de agregado, y de la trabajabilidad.

Para mantener la trabajabilidad normalmente se requiere de inclusion de aire puesto que las mezclas con granulometria discontinua con revenimiento bajo hacen uso de un bajo porcentaje de agregado fino y a falta de aire incluido producen mezclas asperas.

Si se requiere una mezcla áspera, los agregados con granulometria discontinua podrían producir mayores resistencias que los agregados normales empleados con contenidos de cemento similares.

                                               

Partícula

de agregado

al dividirla en dos,

aparecen nuevas

superficies a cubrir

con pasta

al dividir nuevamente

en mitades aumentan

las superficies

a recubrir

Módulo de Fineza

El modulo de finura es un índice de la finura del agregado entre mayor sea el modo de finura, mas grueso sera el agregado.

El modulo de finura del agregado fino es útil para estimar las proporciones de los de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto.

Contenido De Finos

El contenido de finos o polvo no se refiere al contenido de arena fina ni a la cantidad de piedras de tamaño menor, sino a la suciedad que presentan los agregados (tamaños inferiores a 0,075 mm).

El contenido de finos es importante por dos aspectos:

a mayor suciedad habrá mayor demanda de agua, ya que aumenta la superficie a mojar y por lo tanto también aumentará el contenido de cemento si se quiere mantener constante la relación agua/cemento;

si el polvo está finamente adherido a los agregados, impide una buena unión con la pasta y por lo tanto la interfase mortero-agregado será una zona débil por donde se puede originar la rotura del concreto.

Selección de tamaño máximo del agregado

Las Normas de Diseño Estructural recomiendan que el tamaño máximo nominal del agregado grueso sea el mayor que sea económicamente disponible, siempre que sea compatible con las dimensiones y características de la estructura.

La Norma Técnica de Edificación E. 060 prescribe que el agregado grueso no deberá ser mayor de:

a) 1/5 de la menor dimensión entre las caras de encofrados; ob) 1/3 del peralte de la losa; oc) 3/4 del espacio libre mínimo entre barras individuales de refuerzo,paquetes de barras, tendones o ductos de presfuerzo.

El tamaño máximo nominal determinado aquí, será usado también como tamaño máximo simplemente. Se considera que, cuando se incrementa el tamaño máximo del agregado, se reducen los requerimientos del agua de mezcla, incrementándose la resistencia del concreto. En general este principio es válido con agregados hasta 40mm (1½’’). En tamaños mayores, sólo es aplicable a concretos con bajo contenido de cemento.