Tercera Unidad - Agregados Para El Concreto

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UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA

FACULTAD DE ARQUITECTURA É INGENIERÍAS CIVIL Y DEL AMBIENTE

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 

TERCERA UNIDAD 

AGREGADOS EN EL CONCRETO 

Ing. Renato Díaz Galdos 

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Por su Densidad

Se entiende por densidad como la

gravedad específica = Peso/Vol de agua

•Normales Ge = 2.5 a 2.75

• Ligeros Ge < 2.5

• Pesados Ge > 2.75

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Agregado de Peso Normal

Agregados más comunes

• Arena

• Grava

• Piedra triturada

Produce concreto de peso normal2200 a 2400 kg/m3

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Agregado Ligero (1)

Expandido

 –

Esquisto – Arcilla

 – Pizarra

 – Escoria

 ASTM C 330, NMX-C-299

Produce concreto estructural ligero

1350 a 1850 kg/m3

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Agregado Ligero (2)

Piedra pomez

Perlita

Vermiculita Diatomita

Produce concreto aislante

ligero— 250 a 1450 kg/m3

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Agregado Pesado

• Barita

• Limonita

• Magnetita

• Ilmenita

• Hematita

• Esferas de Hierro

 ASTM C 637, C 638 (Blindaje para radiación) 

Produce concreto pesado de hasta

6400 kg/m3 (400 lb/pies3) 

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Condiciones de humedad

Humedad Total

Estado

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Propiedades - Agregados

• Peso específico : Cociente de dividir elpeso de las partículas entre el volumen de

las mismas sin considerar los vacíos entreellas

• Peso Unitario: Es el cociente de dividir el

peso de las partículas entre el volumentotal incluyendo los vacíos.

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FIG. 4.1 Superficie específica en función del fraccionamiento y forma de las partículas.

1 cm

1 cm 

1 cm 

0.5 cm 

4 cm. 

1 cm 0.25 cm. 

VOLUMEN = 1 cm3

AREA SUPERFICIAL = 6 cm2

SUPERFICIE ESPECIFICA = 6 cm2 /cm3

VOLUMEN = 1 cm3

AREA SUPERFICIAL = 12 cm2

SUPERFICIE ESPECIFICA = 12 cm2/cm3 

VOLUMEN = 1 cm3

AREA SUPERFICIAL = 10.5 cm2

SUPERFICIE ESPECIFICA = 10.5 cm2/cm3 

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Características de los Agregados (1)

Característica Importancia

Resistencia a

abrasión y

degradación

Resistencia al desgaste en pavimentos

y pisos

Resistencia a

congelación-deshieloDescascaramiento de la superficie,aspereza, perdida de sección,

deformación

Resistencia a sulfatos

Descascaramiento de la superficie,

aspereza, pérdida de sección,deformación

 Absorción y humedad

superficialControl de calidad del concreto

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Características y Ensayos de los Agregados (2)

Característica Importancia

Granulometría

M F, TMA

Trabajabilidad del concreto en

estado fresco, economía

Cálculos para el diseño de mezclas

Forma y textura superficialde las partículas

Trabajabilidad del concreto en

estado fresco

Resistencia a la reactividad

con los álcalis y cambio de

volumen

Sanidad

Masa volumétrica Cálculos para el diseño de mezclas

Masa específica relativa Cálculos para el diseño de mezclas

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Tamaños de Partículas

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Manejo y Almacenamiento de

Agregados

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Almacenamiento

• Minimizar la segregación y la degradación

•  Prevenir la contaminación

• Apilar en capas delgadas de espesor uniformey horizontales

• Terreno plano y nivelado con pendiente para elescurrimiento del agua

Sobre plantilla de concreto o una capa perdidadel agregado

• Evitar el tránsito de vehículos

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Almacenamiento y manejo

• El método más económico y

aceptable de formación de pilas deagregados es el método de volteo

con camión

Se recupera el agregado concargador frontal

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Almacenamiento y manejo

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Almacenamiento y manejo

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Almacenamiento y manejo

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Mallas - Granulometría

• 3” , 1 ½”, ¾”, 3/8”, Nº 4, Nº 8, Nº 16, Nº 30, Nº 50, Nº 100  

• Modulo de fineza = Sumatoria de los porcentajes

acumulativos retenidos en la serie de mallas estándares,

dividido entre 100

• El agregado fino debe de tener un módulo de fineza no

menor de 2.3 ni mayor que 3.1.

• Los agregados finos con modulos de fineza comprendidos

entre los módulos 2.3 y 2.8 producen concretos de buena

trabajabilidad, y los que se encuentran entre 2.8 y 3.1. sonlos más favorables para concretos de alta resistencia

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Límites de Granulometría del

Agregado Fino

Tamiz  Porcentaje que pasa en masa) 

9.5 mm (3/8 pulg.) 100

4.75 mm (No. 4) 95 a 100

2.36 mm (No. 8) 80 a 100

1.18 mm (No. 16) 50 a 85

600 µm (No. 30) 25 a 60

300 µm (No. 50) 5 a 30

150 µm (No. 100) 0 a 10

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  FIG. 5.5 CARACTERISTICAS FISICAS Y GRANULOMETRICAS DE ARENA PARA CONCRETO

  MUE ST RA : ARE NA PARA CONCRE TO FECHA : 07/10 /93  PROCEDENCIA : CANTERA HOSPICIO TECNICO : V. RAMOS

  GRANULOMETRIA CARACTERISTICAS FISICAS

MALLA PESO % % % MODULO DE FINEZA 2.82RETENIDO RETENIDO RETENIDO PASANTE TAMAÑO MAXIMO N/A

EN GR. ACUMUL. ACUMUL. PESO ESPECIFICO 2.66 gr/cm3

3" 0.0 0.0 100.0 IMPUREZAS ORGANICAS NO HAY2 1/2" 0.0 0.0 100.0 % HUMEDAD 0.6

2" 0.0 0.0 100.0 % ABSORCION 0.71 1/2" 0.0 0.0 100.0 % MATERIAL < # 200 1.2 (lavado)

1" 0.0 0.0 100.0 % ABRASION a 5003/4" 0.0 0.0 100.0 REVOLUCIONES N/A1/2" 0.0 0.0 100.0 % ARCILLA Y PARTICULAS3/8" 0.0 0.0 100.0 DESMENUZABLES NO HAY# 4 24.0 2.3 2.3 97.7 % PARTICULAS LIGERAS 0.7# 8 187.3 17.6 19.9 80.1 % DESGASTE a 5 ciclos con

# 16 185.8 17.5 37.4 62.6 SO4Na2 1.34# 30 195.8 18.4 55.8 44.2 REACTIVIDAD ALCALINA# 50 178.7 16.8 72.7 27.3# 100 221.9 20.9 93.5 6.5 OTROS :# 200 58.6 5.5 99.1 0.9

< # 200 9.9 0.9 100.0 0.0 PESO UNITARIO SUELTO : 1,667 Kg/m3

MODULO   PESO UNITARIOTOT AL 1, 062.0 100. 0 FINEZA 2.82 COMPACTADO : 1 ,794 Kg/m3

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

TAMICES STANDARD ASTM

   %    P

   A   S   A   N   T

3" 21/2" 2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 1" 4 8 16 30 50 100 200

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10

O

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

TAMICES STANDARD ASTM

   %    P

   A   S   A

   N   T

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%

R

ETENID

  LIMITES ASTM C-33

  PARA ARENA

2"3" 21/2" 11/2" 1" 3/4" 1 /2 " 3/8" No 4 No 8 No 16 No 30 No 50 No 100 No 200

 

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Límites de Granulometría

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Tamaño Máximo Nominal del

Agregado

1/5 de la dimensión más

pequeña del elemento deconcreto 3/4 del espacio libre entre las

barras de acero del refuerzo y

entre las varillas de refuerzo ylas cimbras 1/3 de la profundidad de las

losas 

El tamaño no debe exceder de:

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Tabla 5.6 .- Requisitos granulométricos ASTM C-33 para Agregado grueso

en % pasante acumulativo en peso para cada malla standard

(abertura cuadrada)

Malla Número de identificación de granulometría ASTM C-33

1 2 3 357 4 457

31/2” a 11/2”  21/2” a 11/2”  2” a 1”  2” a # 4  11/2” a 3/4”  11/2” a #4 

4”  1003 1/2”  90 a 100

3”  ----- 1002 1/2”  25 a 60 90 a 100 100 100

2”  ----- 35 a 70 90 a 100 95 a 100 100 1001 1/2”  0 a 15 0 a 15 35 a 70 ----- 90 a 100 95 a 100

1”  ----- ----- 0 a 15 35 a 70 20 a 55 -----

3/4”  0 a 5 0 a 5 ----- ----- 0 a 15 35 a 701/2”  0 a 5 10 a 30 ----- -----3/8”  ----- 0 a 5 10 a 30

# 4 0 a 5 0 a 5

Malla Número de identificación de granulometría ASTM C-33

5 56 57 6 67 7 8

1”a 1/2”  1”a 3/8”  1” a #4  3/4”a 3/8”  3/4” a #4  1/2” a #4  3/8” a #8 

1 1/2”  100 100 1001”  90 a 100 90 a 100 95 a 100 100 100

3/4”  20 a 55 40 a 85 ----- 90 a 100 90 a 100 100

1/2”  0 a 10 10 a 40 25 a 60 20 a 55 ----- 90 a 100 100

3/8”  0 a 5 0 a 15 ---- 0 a 15 20 a 55 40 a 70 85 a 100# 4 0 a 5 0 a 10 0 a 5 0 a 10 0 a 15 10 a 30

# 8 0 a 5 0 a 5 0 a 5 0 a 10# 16 0 a 5

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Granulometría del Agregado Grueso

Tamiz

Porcentaje que

pasa en masa)

37.5 mm (1½ pulg.) 100

25.0 mm (1 pulg.) 95 a 100

12.5 mm (½ pulg.) 25 a 60

4.75 mm (No. 4) 0 a 10

2.36 mm (No. 8) 0 a 5

25 a 4.75 mm [1 pulg. a No. 4]

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Reducción de los Vacíos

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Materiales Perjudiciales (1)

Sustancia Efecto en el concreto

Impurezas orgánicas Afecta el tiempo de fraguado y elendurecimiento, puede causardeterioro

Material más fino que 75 m(tamiz No. 200)

 Afecta adherencia, aumenta lademanda de agua

Carbón, lignito u otromaterial ligero

 Afecta la durabilidad, puedecausar manchas y erupciones

Partículas blandas Afecta la durabilidad

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Substances Efecto en el concreto

Terrones de arcilla y partículasdesmenuzables

 Afecta la trabajabilidad y ladurabilidad, puede causarerupciones

 Agregados reactivos con losálcalis

Causa expansión anormal,fisuración en forma de mapa(“viboritas”, acocodrilamiento, piel

de cocodrilo)

Materiales Perjudiciales (2)

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Tabla 5.7 Requisitos Granulométricos para agregado fino y límites para sustancias perjudiciales en

agregado fino y grueso según ASTM C-33

Requisitos

Granulométricos

Límites para sustancias perjudiciales

Tamiz Límites Descripción Agregado AgregadoStandard Totales Fino Grueso

% ( % ) ( % )acumulativo

pasante

3/8”  100 1) Lentes de arcilla y partículas

desmenuzables.

3.0 2.0 a 10.0 (c)

# 4 95 a 100 2) Material menor que la malla#200

3.0 a 5.0 (a) 1.0(g)

# 8 80 a 100 3) Carbón y lignito 0.5 a 1.0 (b) 0.5 a 1.0 (d)

# 16 50 a 85 4) Partículas ligeras ( G

 2.4 ) ----- 3.0 a 8.0 (e)

# 30 25 a 60 5) Suma de 1), 3), y 4) ----- 3.0 a 10.0 (f)

# 50 10 a 30 6) Abrasión ----- 50.0

# 100 2 a 10 7) Desgaste con Sulfato de Na 10.0 12.0

8) Desgaste con Sulfato de Mg 15.0 18.0

NOTAS: 

a) 3% para concretos sujetos a abrasión y 5% para los demás. Si se trata de arena provenientede chancado y el material #200 no es arcilla, los límites pueden subirse a 5% y 7%.

b) 0.5% cuando la apariencia del concreto es importante y 1% para el resto.

c) 2% y 3% para concreto arquitectónico en clima severo y moderado, 3% para losas ypavimentos expuestos a humedecimiento, 5% en estructuras interiores y 10% en zapatas y

columnas interiores.

d) 0.5 % en concreto al exterior, 1% en el resto.e) 3% en concreto arquitectónico, 5% en concreto a la intemperie, 8 % en el resto.

f) 3% y 5% para concreto estructural en clima severo y moderado, 7% en concreto a laintemperie, 10% en el resto.

g) Este límite puede incrementarse a 1.5% si el material #200 no es arcilla o si el agregado fino

tiene un %#200 inferior al límite permisible, en cuyo caso el límite se calculará usando la fórmula

L=1+[(P)/(100-P)](T-A), donde L es el nuevo límite, P es el % de arena con respecto al total de

agregados, T es el límite de la Tabla para la arena y A es el %#200 en la arena. 

Tabla 5.2.- Minerales, rocas y materiales sintéticos que pueden ser potencialmente reactivos con los

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álcalis del cemento.

REACCION REACCION

ALCALI - SILICE ALCALI - CARBONATO

Andesitas Pizarras Opalinas Dolomitas Calcíticas

Argillitas Filitas Calizas Dolomíticas

Ciertas Calizas y

Dolomitas

Cuarcita Dolomitas de grano

fino

Calcedonia Cuarzosa

Cristobalita Riolitas

Dacita Esquistos

Vidrio Volcánico Pizarras Silicias y

ciertas otras formas de

cuarzo

Gneiss Granítico Vidrio Silíceo, Sintético

y Natural

Opalo Tridimita

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Almacenamiento y manejo

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Agregado de Concreto Reciclado

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FIG. 5.3 Gráfico para evaluar Reactividad Potencial a los álcalis

( Método químico ASTM C-289 )

0

100

200

300

400

500

600

700

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Cantidad Sc - Sílice Disuelto ( milimoles por

Cantidad Rc - Reducción en

( milimoles por litro

FIG. 5.3 Gráfico para evaluar Reactividad Potencial a los álcalis

( Método químico ASTM C-289 )

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

Cantidad Sc - Sílice Disuelto ( milimoles por

Cantidad Rc - Reducción en

( milimoles por litro

Agregados ConsideradosReactivos

Agregadosconsiderado

 potencialment

  reactivo

 

Agregados Considerados

1 2.5 5.0 7.5 10 25 50 75 100 250 500 750 1000 2500

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Recordemos las realidades del

mercado del cemento y el concreto

en nuestro medio y como repercute

en el mercado de agregados

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Distribución aproximada de la producción de

concreto en el Perú en porcentaje

11%8%

81%

Premezclado Concreto por contratistas Concreto informal

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Realidades de las canteras en Lima y Provincias

1) El control de calidad lo ejecutan de manera

regular sólo la industria del premezclado y los

contratistas grandes en las obras cuyamagnitud y precios lo costean .

2) El 89% del mercado de productores deconcreto no lo exige a los proveedores ni lo

ejecuta.

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Canteras de Agregados en

Lima1) Cono Norte : Trapiche, Los

Primos

3) Centro : La Molina, Manchay,

Jicamarca, La Gloria

2)Cono Sur : Lurín, Tocto

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Canteras de Agregados en

Provincias

1) Situación general similar

3) Sólo en proyectos puntuales

importantes se tienen agregadoscalificados

2) Círculo vicioso Mercado-Demanda

Observaciones

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1) La mayoría de las canteras en Lima y

provincias tienen exceso de material pasante

de la malla # 200, contaminación de sales

solubles y variaciones frecuentes en

granulometría de piedra y arena.

2) Los proveedores de agregados sólo

procesan adecuadamente el 11% de su

producción ya que esa es la demanda de la

industria del premezclado.

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Fin