Semana 2 - Aldo

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Ing. Aldo Cabrera Díaz Materiales de Construcción


¿En que me ayuda este tema en mi curso?


MATERIALES PETREOS:

Se pueden encontrar en grandes

bloques o losas, como el mármol y el

granito, o en fragmentos y gránulos,

como la arena y la grava

Son aquellos materiales sólidos y duros formados por un conjunto

de minerales y que pueden ser utilizados por el ser humano como

material de construcción.


¿QUÉ ES UN AGREGADO?

El término agregado comprende las

arenas, las gravas naturales y la

piedra triturada utilizadas para

preparar morteros y concretos y

también se aplica a los materiales

especiales utilizados para producir

concretos ligeros y pesados.

Los agregados constituyen alrededor

del 75% en volumen, de una mezcla

típica de concreto.

Fuente: Manual del Ingeniero Civil – Volumen I,

Frederick S. Merritt


Los agregados pueden ser de origen:

- Ígneo: Una de las más representativas es el granito,

diorita, basalto

-Sedimentario: Areniscas y rocas arcillosas.

- Metamórfico: Se tiene al mármol, calizas dolomitas, pizarra.

ORIGEN DE LOS AGREGADOS


CARACTERÍSTICAS DE LOS

AGREGADOS: Son características importantes en los agregados, condiciones

deseables en la limpieza, sanidad, resistencia y forma de las

partículas.

A continuación se describen esas condiciones deseables.

-Limpieza: que estén exentos de arcilla, limo, mica, materia orgánica,

sales químicas y granos recubiertos.

-Sano físicamente: que sea estable en su forma ante cambios de

temperatura y de humedad, además de resistir la acción de la

intemperie sin descomponerse.

-Resistencia: Se considera adecuada,

si tiene la capacidad de desarrollar

toda la resistencia propia del

aglomerante. Para condiciones de

desgaste externo, es requerido un

agregado duro y tenaz.


FORMA DE LAS PARTÍCULAS: La docilidad del concreto se ve

afectada con la presencia de partículas alargadas y planas, siendo

necesario el aumento de arena, cemento y agua.

-Redondeadas: menor rozamiento interno, mayor tasa de ligante,

escurrimientos.

-Laminares: facilidad de dislocamiento/fragmentación, sobre posición.

- Cúbicas: drenaje superficial deficiente, mayor riesgo de exudación.

-Poliédricas (ideales): Condiciones de fijación superiores, rozamiento

interno elevado, mayor resistencia a la fragmentación, rugosidad

(profundidad de textura) adecuada, drenaje superficial apropiado,

dosificación fácil.

CARACTERÍSTICAS DE LOS

AGREGADOS:


FUENTE DE LOS AGREGADOS:

Naturales: Son los agregados que provienen

de la explotación de fuentes naturales tales

como depósitos fluviales (arenas y gravas de

ríos) o de glaciales y de canteras de diversas

rocas. Se pueden aprovechar en su gradación

natural o triturándolos mecánicamente, según

sea el caso, de acuerdo con las

especificaciones requeridas, dependiendo del

tipo de hormigón que se desea fabricar.

Artificiales: Estos agregados se obtienen a

partir de productos y procesos industriales tales

como escorias de alto horno, clinker (+ yeso da

el cemento), limaduras de hierro, cenizas del

carbón, aserrín y viruta, poliuretanos.


EVALUACIÓN DE LAS FUENTES DE

LOS AGREGADOS:

Las propiedades físicas y químicas de las rocas determinan la

aceptabilidad de una fuente de agregados para un determinado

proyecto de construcción.

Estas características varían dentro de

una misma cantera de roca o de grava,

lo que hace que sea necesario muestrear

y someter a pruebas continuamente los

materiales a media que se producen los

agregados


USO DE LOS AGREGADOS:

Usos principales en ingeniería civil:

-Material subyacente para fundaciones y pavimentos.

- Ingredientes del hormigón de cemento portland y hormigón

asfáltico



En el concreto de cemento portland, entre el 60% y el 75% del volumen y entre el 79% y el 85% del peso, esta formado por agregados. Actúan como rellenos para reducir la cantidad de pasta de cemento, y por ende los costos.



En el concreto asfaltico, los agregados constituyen más del

80% del volumen y entre el 92% y el 96% de la masa. El

cemento asfaltico actúa como como aglomerantes para

mantener juntas las partículas del árido, pero no tiene la

suficiente resistencia para mantenerlos unidos.


TRABAJO GRUPAL:

5 grupos de 5 integrantes

1 Grupo: Por Definir Cantera. 2 Grupo: Por Definir Cantera. 3 Grupo: Por Definir Cantera. 4 Grupo: Por Definir Cantera. 5 Grupo: Por Definir Cantera.

CADA GRUPO TRAERÁ SU MATERIAL ASIGNADO ADEMÁS EN SU INFORMES DEBERÁN ANEXAR FOTOS CON TODOS LOS INTEGRANTES. SI NO ESTA ALGÚN ESTUDIANTE NO SE INCLUIRÁ EN LA EVALUACIÓN.


DATOS DE LAS CANTERAS:

CANTERA RÍO CHONTA:

Está ubicada en la ciudad de Cajamarca-,aproximadamente a 500 m.

del distrito de Baños del Inca, en el río Chonta.

CANTERA RÍO CAJAMARQUINO:

Está ubicada en la ciudad de Cajamarca, en la ribera derecha del río

Cajamarquino, dentro del fundo La Victoria.

CANTERA LA BANDA:

Está ubicada en la ciudad de Cajamarca, en el distrito de Llacanora.


FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL DE

LAS PARTÍCULAS:

La forma de las partículas individuales de los agregados,

determinan como podrá aglomerarse el material para obtener

una configuración densa así como la movilidad de las piedras

dentro de una mezcla. A la hora de juzgar el material, hay que

tener presente dos consideraciones: la angularidad y la foliación.



LAS PARTÍCULAS:

Generalmente, las partículas de agregado angular dan lugar a

capas de materiales con mayor estabilidad que las redondeadas,

dado que su forma hace más complicado que puedan deslizarse.

La foliación describe la relación entre las dimensiones mas

pequeñas y más grandes de las partículas del agregado.

Fuente: (Mamlouk-Zaiewski, 2009)



LAS PARTÍCULAS:

La rugosidad de la superficie de las partículas desempeña un

papel importante en la forma en que el agregado se compacta y

se fija con el material aglomerante. Los agregados con una

textura rugosa son más difíciles de compactar para que adopten

una configuración densa que los agregados suaves.

Fuente: (Mamlouk-Zaiewski, 2009)


TENACIDAD, DUREZA Y RESISTENCIA

A LA ABRASIÓN:

La capacidad de los agregados para resistir el efecto dañino

de las cargas esta relacionada con la dureza de las partículas

del agregado y se describe mediante la tenacidad o la

resistencia a la abrasión



A LA ABRASIÓN:

Evalúa la tenacidad y la resistencia a la

abrasión de los agregados. En esta

prueba, una muestra de agregados

mezclados con una distribución de

tamaño fijo se coloca en un gran

tambor de acero con bolas de acero de

tamaño estándar que actúan como

carga abrasiva



A LA ABRASIÓN:

El tambor se hace girar normalmente

durante 500 revoluciones. Después, el

material se extrae de la maquina y se

pasa a través de un tamiz que retiene

todo el material original.

El porcentaje de pérdida de peso será

el número de abrasión LA.


ABSORCIÓN:

Aunque los agregados son inertes, pueden capturar agua y

aglomerantes asfalticos en los huecos superficiales. La

cantidad de agua que absorbe el agregado es importante en

el diseño del concreto de cemento portland y en el concreto

asfáltico.


DEFINICIÓN DE ABSORCIÓN:

La absorción se define como la humedad contenida en la

condición SSD (Saturado con la superficie seca: SSD, por sus

siglas en ingles);

La Absorción se define como el incremento de peso de un

árido poroso seco, hasta lograr su condición de saturación

con la superficie seca, debido a la penetración

de agua a sus poros permeables.


CONTENIDO DE HUMEDAD:

Cantidad de líquido que posee un cuerpo.


GRAVEDAD ESPECIFICA:

La gravedad específica, la masa de un material dividida

entre la masa de un volumen igual de agua destilada, se

emplea más comúnmente.

https://youtu.be/KuVeMmoxfwo


RESISTENCIA DEL AGREGADO:

La resistencia del agregado es importante, generalmente en el

concreto de alta resistencia y en la capa superficial de los

pavimentos sometidos a un tráfico intenso. La resistencia de los

agregados a la tracción varía entre 0.7 MPa y 16 Mpa (100 psi y

2300 psi), mientras que la resistencia a compresión esta entre 35

MPa y 350 MPa (5000 psi y 50000 psi).

Es difícil calcular esta propiedad; pero pruebas realizadas en la

roca madre proporcionan una prueba indirecta de este valor.


GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO:

La clasificación y el tamaño máximo de los áridos son importantes

debido a su efecto en las dosificaciones, docilidad, economía,

porosidad y contracción. La distribución del tamaño de partículas

se determina por separación con una serie de tamices normales.

Los tamices normales utilizadas son N°4,8,16,30,50 y 100, para

agregado fino, y 6, 3, 1 ½ , ¾ , y 3/8 de pulgada y N°4 para

agregado grueso.



Los agregados de gran tamaños son

económicamente ventajosos en el

concreto de cemento portland y el

concreto asfaltico.

Pero existe una serie de

consideraciones de construcción, como

la capacidad de equipos, las

dimensiones de los elementos

constructivos, el espacio disponible

entre los elementos de la armadura de

acero y el espesor de capas, limitan el

tamaño máximo de las partículas del

agregado.



Se utilizan 2 definiciones para describir el tamaño máximo de

partícula en mezclas de agregados.

Tamaño máximo del agregado: Es el tamaño del tamiz más

pequeño a través del cual puede pasar el 100% de las partículas de

la muestra del agregado.

Tamaño máximo nominal del agregado: Se define como el tamiz

superior al del tamiz que tiene un retenido acumulado mayor o igual

al 10%.


ANALISIS GRANULOMETRICO:

Tamices con su respectiva abertura en mm. (Fuente: Mamlouk-Zaniewski,2009)


SUSTANCIAS NOCIVAS:


MODULO DE FINURA:

Es un índice utilizado para describir si el agregado es fino o

grueso.

El módulo de finura de una arena se calcula al sumar los

porcentajes acumulados retenidos en las seis cribas normales y

al dividir la suma entre 100.


MODULO DE FINURA (MF):

Ejemplo:

El siguiente cálculo muestra un análisis típico de arena.

Criba N° Porcentajes Individuales

Retenidos

Porcentajes Acumulativos

Retenidos

4 1 1

8 18 19

16 20 39

30 19 58

50 18 76

100 16 92

Charola 8

100 285

El MF no es un índice de granulometría, ya que un número infinito de

tamizados da el mismo valor para el MF. Sin embargo, da una medida del

grosor o finura del material. Los valores de MF de 2.50 a 3 son normales.

MF = 285 / 100

MF = 2.85


MODULO DE FINURA:


TOMA DE MUESTRAS:

ASTM D75

TOMA DE MUESTRAS


TOMA DE MUESTRAS:

El muestreo se define como la operación de remoción de una

parte conveniente en tamaño para el ensayo, de un todo que es

de un volumen mucho más grande, de forma tal que la proporción

y distribución de las calidades a ser ensayadas son las mismas

en la parte removida y el volumen total.


Como se ve en la tabla, la muestra puede ser bastante grande,

especialmente cuando es necesario conocer las propiedades

del agregado grueso, de modo que es necesario reducirla

antes del ensayo. En todas las etapas de reducción es preciso

retener el carácter representativo de la muestra, con el objeto

de que la ensayada, tenga las mismas propiedades de la

principal. Existen 3 formas de reducir el tamaño de la muestra,

la cual en este texto nos interesa la de partición por cuartos.

(ASOCRETO, 2010)


PARTICIÓN POR CUARTOS:

La muestra principal se mezcla hasta que tenga aspecto

uniforme, en el caso de agregado fino se humedece para evitar la

segregación. El material se amontona en forma de cono y a

continuación se revuelve con una pala para forma de nuevo un

cono. Esto se repite dos veces, depositando siempre el material

en la cúspide del cono, de modo que la caída de partículas se

distribuya uniformemente sobre la circunferencia de la base,

luego es aplanar el cono, y dividirlo en cuartos. Se descartan dos

opuestos, para que los otros dos formen la muestra, o si todavía

es demasiado, se reduce nuevamente mediante una partición.

(ASOCRETO, 2010)


EXPLICACIÓN DE LOS PRINCIPALES

ENSAYOS FÍSICOS Y MECÁNICOS

DE LOS AGREGADOS EN

LABORATORIO


FORMACIÓN DE GRUPOS:

5 grupos de 5 integrantes

TODOS : CANTERA POR DEFINIR

Cada grupo traerá su material asignado además en su informes

tendrán que anexar sus fotos(con epp explicado) con todos los

integrantes. si no esta algún estudiante no se incluirá en la

evaluación y si no tienen epp (5 puntos menos para el grupo).

EN TODOS LOS ENSAYOS ESTÁ PROHIBIDO GRABAR VIDEOS

Y/O SONIDOS, POR CUESTIONES PRIVADAS DE LA

UNIVERSIDAD.

PERSONA QUE SE LO DETECTA SERÁ SUSPENDIDO DEL

ENSAYO.


Granulometría de los agregados

(ASTM C 136/MTC-E204/NTP 400.012)


La granulometría describe la distribución de tamaños de las

partículas de los agregados. Se dice que el agregado al tener

mayor tamaño son más económicos ya que requieren menos

aglomerante. Los resultados del análisis granulométrico se

describen mediante los porcentajes acumulados de

agregados que pasan a través de, o que son retenidos por un

tamaño de tamiz especifico.

GRANULOMETRÍA


INSTRUMENTOS:

Balanza, capacidad 80 Kgf y 30 Kgf (En laboratorio)

Horno de 50 Litros. Temperatura 100±5°C (En

laboratorio)

1 Juego de tamices. (En laboratorio)

Lapicero (Personal)

Reloj o Cronometro. (Personal)

Cámara de video y fotografía (Personal)

2000 gr de agregado fino de la cantera que le corresponda.

3000 gr de agregado grueso Tamaño máximo 1”.

MATERIALES:

* Ambos materiales obtenidos mediante cuarteo.


PROCEDIMIENTO:


Contenido de húmedad ASTM C70



Horno de 50 Litros. Temperatura 100±5°C (En laboratorio)

Lapicero (Personal)



EQUIPOS E INSTRUMENTOS:

5 Kg. de agregado grueso tamaño máximo de 1”.

Cantera específica.

MATERIALES:


PROCEDIMIENTO:


Peso específico aparente y real

del agregado

(ASTM C 127 y C 128)


Densidad: Relación entre masa y volumen

Densidad seca o absoluta: Relación entre la masa seca de las partículas no

incluye volumen de poros saturables y no saturables.

Densidad SSS: Relación que existe entre el masa en las SSS y su volumen

no incluye volumen de poros saturables y no saturables.

- Densidad nominal (*): Relación que existe entre la masa seca de las

partículas y el volumen total ( No incluye poros saturables o a la superficie).

- Densidad aparente: Denominada así a la relación entre la masa de las

partículas y su volumen aparente, incluye el volumen de los poros saturables

y no saturables que hay dentro de las partículas. Esta es la más importante,

debido a que con ella se determina la masa de agregado requerido para un

volumen unitario de concreto, porque los poros interiores dentro de las

partículas de agregados van a ocupar un volumen dentro de la masa de

concreto y porque el agua que se aloja dentro de los poros saturables no

hace parte del agua de mezcla; entendiéndose por agua de mezcla tanto el

agua de hidratación del cemento como el agua libre que en combinación con

el cemento, produce la pasta lubricante de los agregados.

- Grado de absorción: Es la capacidad que tiene los agregados para llenar de

agua los vacíos permeables de su estructura interna, al ser sumergida durante

24 horas en agua y luego secarlos superficialmente.

BASE TEORICA:


Peso específico aparente y real

del agregado grueso




Termómetro ambiental (En laboratorio)

Canastilla metálica. (En laboratorio)

Lapicero (Personal)

02 Bandejas (Personal)




MATERIALES:


PROCEDIMIENTO:


Resistencia a la abrasión de los ángeles. Agregado Grueso

(ASTM C 31)


FUNDAMENTO TEORICO:

La prueba de abrasión Los Angeles (ASTM C131), evalúa la

tenacidad y la resistencia a la abrasión de los agregados. En esta

prueba, una muestra de agregados mezclados con una

distribución de tamaño fijo se coloca en un gran tambor de acero

con bolas de acero de tamaño estándar que actúan como carga

abrasiva.

El tambor se hace girar normalmente durante 500 revoluciones.

Después, el material se extrae de la máquina y se pasa a través

de un tamiz que retiene todo el material original. El porcentaje de

pérdida de peso será el número de abrasión LA. Este ensayo es

una prueba empírica que no posee base científica.


TABLAS A USARSE:

MÉTODO A B C D

DIÁMETRO CANTIDAD DE MATERIAL A EMPLEAR (gr)

PASA EL TAMIZ RETENIDO EN TAMIZ

1 1/2" 1" 1250 ± 25

1" 3/4" 1250 ± 25

3/4" 1/2" 1250 ± 10 2500 ± 10

1/2" 3/8" 1250 ± 10 2500 ± 10

3/8" 1/4" 2500 ± 10

1/4" N° 4 2500 ± 10

N° 4 N° 8 5000 ± 10

PESO TOTAL 5000 ± 10 5000 ± 10 5000 ± 10 5000 ± 10

N° DE ESFERAS 12 11 8 6

N° DE REVOLUCIONES 500 500 500 500

TIEMPO DE ROTACIÓN(MINUTOS) 15 15 15 15

Tabla : “Tabla de la granulometría para ensayo de abrasión”

ASTM C131


Máquina de los Ángeles (En laboratorio)



Tamiz N° 12.


5 Kg. de agregado grueso tamaño máximo de 1”.

MATERIALES:


PROCEDIMIENTO:


Gracias por su atención

Semana 2 - Aldo

Documents

Transcript of Semana 2 - Aldo