UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN

MARCO TEORICO

Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometra variable. El concreto es un material compuesto bsicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados:Se define como agregado al conjunto de partculas inorgnicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones estn comprendidas entre loslmitesfijados en laNTP 400.011.Los agregados son la fase discontinua del concreto y sonmaterialesque estn embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% delvolumende la unidad cbica de concreto.Los agregados son materiales inorgnicos naturales o artificiales que estn embebidos en los aglomerados (cemento, cal y conel aguaforman los concretos y morteros).Los agregados generalmente se dividen en dosgrupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaos de partcula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partculas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamao mximo de agregado que se emplea comnmente 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 caractersticas del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.La pasta cementicia (mezcla de cemento yagua) es el material activo dentro de la masa de concreto y como tal es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumtricas y durabilidad del concreto. Es lamatrizque une los elementos del esqueleto granular entre s.Cada elemento tiene su rol dentro de la masa de concreto y su proporcin en la mezcla es clave para lograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia, durabilidad yeconoma.

1. CLASIFICACIN:Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son:

1.1. POR SUNATURALEZA:

Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente, adems los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino y hormign (agregado global).

a) El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N 200, el ms usual es la arenaproductoresultante de la desintegracin de lasrocas.b) El agregado grueso,es aquel que queda retenido en el tamiz N4 y proviene de la desintegracin de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.c) El hormign,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.

1.2. POR SUDENSIDAD:

Se pueden clasificar en agregados de peso especfico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos especficos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos pesos especficos son mayores a 2.75.

1.3. POR EL ORIGEN, FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL:

Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geomtrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En trminos descriptivos la forma de los agregados pueden ser:

Angular: Poca evidencia de desgaste en caras y bordes.Sub angular: Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes.Sub redondeada: Considerable desgaste en caras y bordes.Redondeada: Bordes casi eliminados.Muy Redondeada: Sin caras ni bordes

1.4. POR EL TAMAO DEL AGREGADO:

Segn su tamao, losagregadosparaconcretoson clasificados en:Agregadosfinos (arenas) yAgregados gruesos (piedras).

1.4.1. ridos y Arenas:

El tamiz que separa un agregado grueso de uno fino es el de 4,75 mm. Es decir, todo agregado menor a 4,75 mm es un agregado fino (arena).La arena o rido fino es el material que resulta de la desintegracin natural de lasrocaso se obtiene de la trituracin de las mismas, y cuyo tamao es inferior a los 5mm.Para su uso se clasifican las arenas por su tamao. A tal fin se les hace pasar por unos tamices quevanreteniendo los granos ms gruesos y dejan pasar los ms finos.

Arena fina: es la que sus granos pasan por un tamiz de mallas de 1mm de dimetroy son retenidos por otro de 0.25mm. Arenamedia: es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 2.5mm de dimetro y son retenidos por otro de 1mm. Arena gruesa: es la que sus granos pasan por un tamiz de 5mm de dimetro y son retenidos por otro de 2.5mm.

Las arenas de granos gruesos dan, por lo general, morteros ms resistentes que las finas, si bien el inconveniente de necesitar mucha pasta de conglomerante para rellenar sus huecos y ser adherente. En contra partida, el mortero seaplstico, resultando ste muy poroso y poco adherente.

El hormign es un material formado porcemento, ridos de diferentes granulometras,aguay aditivos que, mezclado en diferentes proporciones, permite obtener el hormign que es distribuido en camiones hormigoneras.Es un materialvivo, no almacenable, ya que sutiempode uso se limita a 90 minutos; a partir de los cuales el hormign pierde sus propiedades.Las caractersticas especiales de este material obligan a fabricar bajo pedido, adecuando laproduccina la situacin geogrfica, al horario y ritmo de cada obra, debiendo optimizar losrecursospara ofrecer no slo unproductodecalidadsino un buenservicioalcliente.Cualquiera sea el tipo de material utilizado, sus partculas deben ser duras y resistentes, ya que elconcreto, como cualquier otro material se romper por su elemento ms dbil. Si el agregado es de mala calidad sus partculas se rompern antes que la pasta cementicia, o el mortero.

I. Agregado Fino:Se define como agregado fino al proveniente de la desintegracin natural o artificial de las rocas q pasa el tamiz 3/8(9.51mm) y es retenido por el tamiz N 200(75m)Un agregado fino con partculas de forma redondeada y textura suave ha demostrado que requiere menosaguade mezclado, y por lo tanto es preferible en los HAD.Se acepta habitualmente, que el agregado fino causa un efecto mayor en las proporciones de la mezcla que el agregado grueso.- Los primeros tienen una mayor superficie especfica y como la pasta tiene que recubrir todas las superficies de los agregados, el requerimiento de pasta en la mezcla se ver afectado por la proporcin en que se incluyan stos.Una ptima granulometra del rido fino es determinante por su requerimiento de agua en los HAD, ms que por el acomodamiento fsico.La experiencia indica que las arenas con un mdulo de finura ( MF ) inferior a 2.5 dan hormigones con consistencia pegajosa, hacindolo difcil de compactar. Arenas con un mdulo de finura de 3.0 han dado los mejores resultados en cuanto a trabajabilidad yresistenciaa la compresin.La mayora de las especificaciones para concreto incluyen un requisito de calidad en el agregado fino para asegurar la calidad del concreto endurecido. Aunque la arena natural de baja calidad puede no causar deterioro en condiciones de congelamiento y descongelamiento en concreto con aire concluido, s causa una importante variacin en la contraccin y la demanda de agua del mortero.

LAS ARENASLa arena o rido fino es el material que resulta de la desintegracin natural de lasrocas. La arena es el agregado fino, proviene mayormente de la desintegracin de las rocas por medio natural y tambin se puede obtener de manera artificial es decir por la trituracin de las rocas y cuyo tamao es inferior a los 5mm.

CLASIFICACIONPor su origen Silceas o cuarzosas: las q se descomponen del slice, muy recomendables para la construccin. Las calizas: las q derivan de las piedras calizas, de este grupo son recomendables las ms duras. Granticas: las que provienen del granito, solo si son bastante cuarzosas se pueden recomendar para las obras. Arcillosas: las q son partculas de arcillas, solo son utilizables en la construccin si la cantidad de arcilla es inferior al 3%.Por su procedencia De ros: originadas por el molido natural del agua generalmente son de granos redondeados. De canteras: molidas por el paso del tiempo y el clima en un lugar especfico, siendo necesarias lavarlas por contener arcilla. De playas: por contener sustancias alcalinas, deben ser lavadas con agua dulce. Artificiales: obtenidas a travs de la intervencin del hombre, de granos angulosos y rugosos. Por su tamao Arena fina: es la que sus granos pasan por un tamiz de mallas de 1mm de dimetro y son retenidos por otro de 0.25mm. Arena media: es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 2.5mm de dimetro y son retenidos por otro de 1mm. Arena gruesa: es la que sus granos pasan por un tamiz de 5mm de dimetro y son retenidos por otro de 2.5mm.MODULO DE FINURA El MF (mdulo de finura) es una indicacin aproximadamente proporcional al tamao promedio de las partculas del agregado en prueba; mientras ms bajo es el mdulo de finura, ms fina es la arena. Cuando la arena se ajusta a las especificaciones de granulometra, el MF es una indicacin confiable de su comportamiento. No obstante, no establece la diferencia entre un material de granulometra escalonada y un material ideal.

II. Agregado Grueso:

Material que queda retenido en el tamiz N4 (4,8mm)y proviene de la desintegracin de las rocas obtenidas de las fuentes previamente seleccionadas y analizadas enlaboratorio, para certificar su calidad.

Numerosos estudios han demostrado que para unaresistenciaa la compresin alta con un elevado contenido decementoy baja relacin agua-cemento el tamao mximo de agregado debe mantenerse en el mnimo posible (12,7 a 9,5 ).En principio el incremento en la resistencia a medida que disminuye el tamao mximo del agregado se debe a una reduccin en los esfuerzos de adherencia debido al aumento de la superficie especfica de las partculas.Se ha encontrado que la adherencia a una partcula de 76 mm es apenas un 10% de la correspondiente a una de 12,5 mm y que excepto para agregados extremadamente buenos o malos, la adherencia es aproximadamente entre el 50 a 60% de la resistencia de la pasta a los 7 das.Las fuerzas de vnculo dependen de la forma y textura superficial del agregado grueso, de la reaccinqumicaentre los componentes de la pasta de cemento y los agregados.Otro aspecto que tiene que ver con el tamao mximo del agregado es el hecho de que existe una mayorprobabilidadde encontrar fisuras o fallas en una partcula de mayor tamao provocadas por losprocesosde explotacin de las canteras (dinamitado) y debido a la reduccin de tamao (trituracin), lo cual lo convertir en un material indeseable para su utilizacin en concreto.Tambin se considera que la alta resistencia producida por agregados de menor tamao se debe a una baja en la concentracin de esfuerzos alrededor de las partculas, la cual es causada por la diferencia de los mdulos elsticos de la pasta y el agregadoSe ha demostrado que la grava triturada produceresistenciasmayores que la redondeada.- Esto se debe a la trabaznmecnicaque se desarrolla en las partculas angulosas.Sin embargo se debe evitar una angulosidad excesiva debido al aumento en el requerimiento de agua y disminucin de la trabajabilidad a que esto conlleva.El agregado ideal debe ser limpio, cbico, anguloso, triturado 100%, con un mnimo de partculas planas y elongadas.

2.1 CLASIFICACION:

1. Grava2. Piedra 3. Hormign

2.2 LAS GRAVAS AGREGADO GRUESO

Son aquellas piedras que por efecto natural han perdido su aspereza o ngulos, que a travs del tiempo y las condiciones climticas se han ido desintegrando y perdiendo sus aristas vivas. Piedras redondeadas pulidas por efecto natural en ros y canteras.

2.3 CLASIFICACION DE LAS GRAVAS

2.3.1 POR SU PROCEDENCIA

De Ros: Originadas por el movimiento del agua y por el roce de piedras, son en su mayora redondeadas.

De Canteras: Son de origen natural, en un terreno donde abunden en gran cantidad.

2.3.2POR SU TAMAO

Gravilla: La ms pequea, se encuentra entre 5mm y 10mm. Grava Fina: Su tamao esta entre los 10mm y 20 mm Grava Media: Esta entre los 20mm y los 40mm. Grava Gruesa: Se encuentra entre los 40mm y las75mm de tamao. Canto Rodado: Proviene de los ros, su tamao va desde los 75mm a ms. (Mayormente usado en acabados)

2.7 LA PIEDRA AGREGADO GRUESO

Es una sustancia mineral dura y slida. Son aquellas ms grandes que las gravas, que dependiendo de su tamao son usadas o molidas para obtener gravilla artificial. La piedra constituye una forma del agregado grueso que interviene en la elaboracin del concreto.

1.5. PROPIEDADES RESISTENTES:

A. Resistencia

La resistencia del concreto no puede ser mayor que el de los agregados; la textura la estructura y composicin de las partculas del agregado influyen sobre la resistencia.Si los granos de los agregados no estn bien cementados unos a otros consecuentemente sern dbiles. La resistencia al chancado o compresin del agregado deber ser tal que permita la resistencia total de lamatrizcementante.

B. Tenacidad

Esta caracterstica est asociada con la resistencia al impacto del material. Est directamente relacionada con la flexin, angularidad y textura del material.

C. Dureza

Se define como dureza de un agregado a su resistencia a laerosinabrasin o en general al desgaste. La dureza de las partculas depende de sus constituyentes.Entre las rocas a emplear en concretos stas deben ser resistentes a procesos de abrasin o erosin y pueden ser el cuarzo, la cuarzita, las rocas densas de origen volcnico y las rocas silicosas.

D. Mdulo de elasticidad

Es definido como elcambiode esfuerzos con respecto a la deformacin elstica, considerndosele como una medida de la resistencia del material a las deformaciones.El mdulo elstico se determina en muy inusual su determinacin en los agregados sin embargo el concreto experimentara deformaciones por lo que es razonable intuir que los agregados tambin deben tener elasticidades acordes al tipo de concreto. El valor del mdulo deelasticidadadems influye en el escurrimiento plstico y las contracciones que puedan presentarse.

1.6. PROPIEDADES TRMICAS:

A. Coeficiente de expansin

Cuantifica la capacidad de aumento de dimensiones de los agregados en funcin de latemperatura, depende mucho de la composicin y estructura interna de las rocas y varia significativamente entre los diversos tipos de roca.En los agregados secos es alrededor de un 10% mayor que enestadoparcialmente saturado.Los valoresoscilan normalmente entre 0.9 x 10 6 a 8.9 x 10 6 / C.

B. Calorespecfico

Es la cantidad de calor necesaria para incrementar en un grado centgrado la temperatura. No vara mucho en los diversos tipos de roca salvo en el caso de agregados muy ligeros y porosos.

C. Conductividad trmica

Es la mayor o menor facilidad para conducir el calor. Est influenciada bsicamente por la porosidad siendo su rango de variacin relativamente estrecho. Losvaloresusuales en los agregados son de 1.1 a 2.7 BTU/ pie.hr.F

D. Difusividad

Representa lavelocidadcon que se pueden producir cambios trmicos dentro de una masa. se expresa como el cociente de dividir la conductividad entre el producto de calor especifico por la densidad.

EQUIPOS Y MATERIALES

BALANZA ELECTRONICA: Labalanza analticaes un instrumento utilizado en ellaboratorio, que sirve para medir la masa. Su caracterstica ms importante es que poseen muy poco margen de error, lo que las hace ideales para utilizarse en mediciones muy precisas.

MANDIL: es una pieza deropaamplia y larga que sirve en unlaboratorioparaprotegersede cualquier dao que puedan hacer las sustanciasqumicasa laropao a las personas. El reglamento del laboratorio dice que debe ser utilizada obligatoriamente (en nivel medio superior) para no sufrir daos de agentes biolgicos y materiales que son potencialmente peligrosos paralos seres humanos, animales o plantas.

LENTES DE SEGURIDAD: son un tipo de anteojos protectores que normalmente son usados para evitar la entrada de objetos, agua o productos qumicos en losojos.

TAMIZADOR: es un mtodo fsico para separar mezclas en el cual se separan dos slidos formados porpartculas de tamaodiferente.Consiste en hacer pasar una mezcla de partculas de diferentes tamaos por un tamiz o cualquier cosa con la que se pueda colar. Las partculas de menor tamao pasan por losporosdel tamiz o colador atravesndolo y las grandes quedan atrapadas por el mismo.

AGREGADO: Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometra variable.