PONTIFICIAPONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERUUNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU

TECNOLOGIA DEL CONCRETO ITECNOLOGIA DEL CONCRETO I

Período 2001-2 Período 2001-2

Los Agregados para concreto

Tabla 5.1.- Rocas y constituyentes minerales en agregados para concreto.

MINERALES ROCAS IGNEAS ROCAS METAMORFICAS

SILICE Granito Mármol Cuarzo Sienita Metacuarcita Opalo Diorita Pizarra Calcedonia Gabro Filita Tridimita Pendotita Esquisto Cristobalita Pegmatita Anfibolita SILICATOS Vidrio Volcánico Hornfelsa Feldespatos Obsidiana Gneiss Ferromagnesianos Pumicita Serpentina Hornblenda Tufo Augita Escoria Arcillas Perlita Ilitas Fetsita Caolinas Basalto Mortmorillonita

ROCAS SEDIMENTARIAS

Mica Conglomerados Zeolita Arenas CARBONATOS Cuarcita Calcita Arenisca Dolomita Piedra Arcillosa SULFATOS Piedra Aluvional Yeso Argillita y Pizarra Anhidrita Carbonatos SULFUROS DE HIERRO Calizas Pirita Dolomitas Marcasita Marga Pirotita Tiza OXIDOS DE HIERRO Horsteno Magnetita Hematita Geotita Ilmenita Limonita

Análisis Granulométrico

“Representación numérica de la distribución volumétrica de

partículas por tamaños”

Tabla 5.3.- Tamices standard ASTM.

DENOMINACION ABERTURA EN ABERTURA EN DEL TAMIZ PULGADAS MILIMETROS

3” 3.0000 75.0000

1 1/2” 1.5000 37.5000

3/4” 0.7500 19.0000

3/8” 0.3750 9.5000

No 4 0.1870 4.7500

No 8 0.0937 2.3600

No 16 0.0469 1.1800

No 30 0.0234 0.5900

No 50 0.0117 0.2950

No 100 0.0059 0.1475

No 200 0.0029 0.0737

MODULO DE FINEZA

• Concepto general para arena y piedra• Duff Abrams 1925• Suma de % retenidos acumulativos hasta el tamiz # 100 dividido entre 100• Proporcional al promedio logarítmico del tamaño de partículas.• Granulometrías con igual M.F. Producen mezclas similares en f´c, trabajabilidad y cantidad de agua.

 MF(P+A) en Volumen Absoluto = %PV x MFP + % AV x MFA

MF(P+A) en Peso = %P x MFP + % A x MFA

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

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” 100 3 1/2” 90 a 100

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

2” ----- 35 a 70 90 a 100 95 a 100 100 100 1 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 70 1/2” 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” 100 100 100 1” 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

FIG. 5.5 CARACTERISTICAS FISICAS Y GRANULOMETRICAS DE ARENA PARA CONCRETO

MUESTRA : ARENA PARA CONCRETO FECHA : 07/10/93 PROCEDENCIA : CANTERA HOSPICIO TECNICO : V. RAMOS

GRANULOMETRIA CARACTERISTICAS FISICASMALLA PESO % % % MODULO DE FINEZA 2.82

RETENIDO RETENIDO RETENIDO PASANTE TAMAÑO MAXIMO N/AEN 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/m3MODULO PESO UNITARIO

TOTAL 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

ASA

NTE

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

100

% R

ETENIDO

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

TAMICES STANDARD ASTM

% P

ASA

NTE

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% R

ETENIDO

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

Mezcla de Agregados en Peso Método Analítico

Sea : Pn = Peso retenido acumulativo del agregado P en la malla n. An = Peso retenido acumulativo del agregado A en la malla n. Pt = Peso total del agregado P a mezclarse. At = Peso total del agregado A a mezclarse. K = Proporción de mezcla en peso = Pt / At

 El porcentaje retenido acumulativo de la mezcla de P y A para la malla n viene dado por:

K%Pn + %An

% Mezcla en peso (P+A)n =

K+1

Mezcla de Agregados en Volumen Absoluto Método Analítico

Sea : Pn = Peso retenido acumulativo del agregado P en la malla n. An = Peso retenido acumulativo del agregado A en la malla n. %Pn = % retenido acumulativo del agregado P en la malla n en peso. %An = % retenido acumulativo del agregado A en la malla n en peso. VPn = Volumen absoluto acumulativo del agregado P en la malla n. VAn = Volumen absoluto acumulativo del agregado A en la malla n. %VPn = % retenido acum. del agregado P en la malla n en volumen absoluto. %VAn= % retenido acum. del agregado A en la malla n en volumen absoluto. Pt = Peso acumulativo total del agregado P At = Peso acumulativo total del agregado A GP = Gravedad específica del agregado P. GA = Gravedad específica del agregado A. K = Pt / At = Proporción de mezcla en peso

Z =K(GA /GP ) = Proporción de mezcla en volumen absoluto

Z%Pn + %An

% Mezcla (P+A)n =

en volumen absoluto Z+1

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 Agregado Standard 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 proveniente de 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 y pavimentos 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 la intemperie, 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 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

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 litro )

Cantidad Rc - Reducción en alcalinidad

( 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 litro )

Cantidad Rc - Reducción en alcalinidad

( milimoles por litro )

Agregados Considerados Reactivos

Agregados considerados potencialment

e reactivos

Agregados Considerados Inocuos

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

Recordemos las realidades del Recordemos las realidades del mercado del cemento y el mercado del cemento y el

concreto en nuestro medio y concreto en nuestro medio y como repercute en el mercado como repercute en el mercado

de agregadosde agregados

Distribución aproximada de la producción de concreto en el Perú en porcentaje

11%8%

81%

Premezclado Concreto por contratistas Concreto informal

Realidades de las canteras en Lima y Realidades de las canteras en Lima y Provincias Provincias

1) El control de calidad lo ejecutan de manera regular sólo la industria del premezclado y los contratistas grandes en las obras cuya magnitud y precios lo costean .

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

Canteras de Agregados en LimaCanteras de Agregados en Lima

1) Cono Norte : Trapiche, Los Primos1) Cono Norte : Trapiche, Los Primos

3) Centro : La Molina, Manchay, 3) Centro : La Molina, Manchay, Jicamarca, La GloriaJicamarca, La Gloria

2)Cono Sur : Lurín, Tocto2)Cono Sur : Lurín, Tocto

Canteras de Agregados en Canteras de Agregados en ProvinciasProvincias

1) Situación general similar1) Situación general similar

3) Sólo en proyectos puntuales 3) Sólo en proyectos puntuales importantes se tienen agregados importantes se tienen agregados calificadoscalificados

2) Círculo vicioso Mercado-Demanda2) Círculo vicioso Mercado-Demanda

Observaciones Observaciones

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.

FIN