semana 4 : los agregados

LOS AGREGADOS

Son sustancias inertes para la conformación de morteros o mezclas de concreto. Se Clasifican en agregados finos (arenas) y gruesos (piedra). No confundir con aditivos, que son sustancias químicas para cambiar las propiedades del concreto.                                                 

Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados:

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011.

Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto.

Los agregados son materiales inorgánicos naturales o artificiales que están embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros).

CLASIFICACIÓN:

Por su naturaleza

- Agregado fino
- Agregado grueso
- Hormigón

• Por su densidad

• Por el origen, forma y textura superficial

- Angular
- Subangular
- Subredondeada
- Redondeada
- Muy redondeada

• Por el tamaño del agregado

- Agregado fino
- Agregado grueso

TAMAÑO DE PARTÍCULAS

POR SU NATURALEZA:

•a. El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas. 

•b. El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava. 

•c. El hormigón, 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. 

POR SU DENSIDAD:

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

POR EL ORIGEN, FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL

• 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.

 

ALMACENAMIENTO:

•Minimizar la segregación y la degradación

• Prevenir la contaminación 

•Apilar en capas delgadas de espesor uniforme y horizontales 

•Terreno plano y nivelado con pendiente para el escurrimiento del agua 

•Sobre plantilla de concreto o una capa perdida del agregado 

•Evitar el tránsito de vehículos

CARACTERÍSTICAS:

La limpieza, sanidad, resistencia y forma de las partículas son importantes en cualquier agregado.

Los agregados se consideran limpiossi están exentos de exceso de arcilla, limo, mica, materia orgánica, sales químicas y granos recubiertos. Un agregado es físicamente sano si conserva su integridad bajo cambios de temperatura o humedad y si resiste la acción de la intemperie sin descomponerse.

Se realizan variadas pruebas en los agregados del hormigón para:

1. Establecer que se satisfagan requisitos mínimos de calidad; se incluyen esas cualidades básicas deseables como tenacidad, solidez y resistencia a la abrasión,
2. Determinar características útiles para seleccionar las proporciones para el hormigón; como la gravedad específica y la absorción.
3. Asegurar que en forma rutinaria se cumplan con los requisitos para el trabajo.

Forma del Agregado

La forma del agregado tiene gran influencia en las propiedades del hormigón fresco y endurecido, particularmente en lo que hace a la docilidad y resistencias mecánicas respectivamente.

Como en el caso de la textura superficial, se ha producido hormigón satisfactorio con agregado que consta de una gran diversidad de formas diferentes.

Las partículas naturales de agregado que han sido sujetas a la acción de las olas y el agua durante la historia geológica pueden ser esencialmente esféricas; las otras, rotas por la trituración, pueden ser cúbicas o tener muchos ángulos con vértices agudos, debiendo tener por lo menos una cara fracturada, resultante del proceso de trituración.

Un agregado grueso con muchos ángulos, que presentara un mayor número de vacíos, exigirá una mayor cantidad de arena para dar lugar a un hormigón trabajable, pero tendrá una mayor trabazón. Inversamente, el agregado grueso bien redondeado que tiende hacia las partículas esféricas requerirá menos arena y tendrá mayor trabajabilidad, pero tendrá una menor trabazón. No obstante, resulta interesante hacer notar que los hormigones producidos con una gran disparidad en las formas de las partículas, con un contenido dado de cemento por metro cúbico de hormigón, con frecuencia tendrán más o menos la misma resistencia a la compresión.

Las formas delgadas y alargadas dan lugar a hormigones de peor calidad. Disminuyen la trabajabilidad del hormigón, obligando a una mayor cantidad de agua y arena, lo que en definitiva se traduce en una disminución de la resistencia. Además las formas planas tienden a orientarse en un plano horizontal, acumulando agua y aire debajo de ellas, lo que repercute desfavorablemente en la durabilidad de los hormigones. Por otra parte, aunque el tipo de material sea muy resistente, estas formas son frágiles y se pueden romper en el mezclado y la compactación del hormigón. Algunas especificaciones para el agregado grueso limitan la cantidad de partículas delgadas o alargadas a un máximo del 10 al 15% en peso, más o menos. Esas partículas se definen como aquéllas cuya relación de la dimensión más larga de un prisma rectangular y la dimensión menor sea mayor que 5.

semana 3 : los aditivos

LOS ADITIVOS PARA CONCRETO

•Son materiales diferentes del agua, de los agregados y del cemento
•Se agregan en pequeñas cantidades a la mezcla inmediatamente antes o durante el mezclado
•Interactuando con el sistema hidratante-cementante
•Modifican una o más de las propiedades del concreto o mortero fresco, fraguando, endureciéndose y endurecido.

COMPOSICIÓN. Agregados 75% , aglomerante 15%, aditivo 4% aire 3%.

 

•Los aditivos son productos que se adicionan en pequeña proporción al concreto durante el mezclado en porcentajes entre 0.1% y 5% (según el producto o el efecto deseado) de la masa o peso del cemento, con el propósito de producir una modificación en algunas de sus propiedades originales o en el comportamiento del concreto en su estado fresco y/o en condiciones de trabajo en una forma susceptible de ser prevista y controlada

•No se consideran como aditivos los suplementos del cemento como escorias, puzolanas naturales o humo de sílice, ni las fibras empleadas como refuerzo, los cuales pueden ser constituyentes del cemento, mortero o concreto.

NORMALIZACION:

La NTP 339.086 define los aditivos como una sustancia añadida a los componentes fundamentales del concreto con el propósito de modificar alguna de sus propiedades.

  RAZONES DE EMPLEO:

En el concreto fresco:

· Incrementar la trabajabilidad sin aumentar el contenido de agua.
· Disminuir el contenido de agua sin modificar su trabajabilidad.
· Reducir o prevenir asentamientos de la mezcla.
· Crear una ligera expansión.
· Modificar la velocidad y/o el volumen de exudación.
· Reducir la segregación.
· Facilitar el bombeo.
· Reducir la velocidad de pérdida de asentamiento.

En el concreto endurecido:

· Disminuir el calor de hidratación.
· Desarrollo inicial de resistencia.
· Incrementar las resistencias mecánicas del concreto.
· Incrementar la durabilidad del concreto.
· Disminuir el flujo capilar del agua.
· Disminuir la permeabilidad de los líquidos.
· Mejorar la adherencia concreto-acero de refuerzo.
· Mejorar la resistencia al impacto y la abrasión.

ANTECEDENTES:

Los antecedentes más remotos de los aditivos químicos se encuentran en los concretos romanos, a los cuales se incorporaba sangre y clara de huevo.

La fabricación del cemento portland alrededor de 1850 y el desarrollo del concreto armado, llevó a regular el fraguado con el cloruro de calcio, patentado en 1885. Al inicio del siglo se efectuaron sin éxito comercial estudios sobre diferentes aditivos.

El primer antecedente de los aditivos químicos modernos se encuentran en el empleo ocasional del sulfonato naftaleno formaldehido, que fue utilizado en 1930 para actuar como dispersante en concretos con adiciones negro de humo, destinados a carriles de pavimentos que por su coloración pudieran llamar la atención de ¡os conductores de vehículos. Si bien en 1932 se registro una patente de los EE.UU. no se aplicó por su elevado costo y exceder los requerimientos de las construcciones de concreto de esa época.

Los aditivos se pueden clasificar según sus funciones en:

1. Aditivos incorporadores de aire (inclusores de aire)
2. Aditivos reductores de agua
3. Plastificantes (fluidificantes)
4. Aditivos aceleradores (acelerantes)
5. Aditivos retardadores (retardantes)
6. Aditivos de control de la hidratación
7. Inhibidores de corrosión
8. Reductores de contracción
9. Inhibidores de reacción álcali-agregado
10. Aditivos colorantes
11. Aditivos diversos, tales como:

- para mejorar la trabajabilidad
- para mejorar la adherencia
- a prueba de humedad
- impermeabilizantes
- para lechadas
- formadores de gas
- anti-deslave
- auxiliares de bombeo
- expansor
- germicida


Clasificación de los aditivos: Según la norma técnica ASTM-C494 es:

•Tipo A:  Reductor de agua
•Tipo B:  Retardantes de fraguado
•Tipo C:  Acelerante de fraguado inicial
•Tipo C2: Acelerante de resistencia
•Tipo D: Reductor de agua y retardante
•Tipo E: Reductor de agua y acelerante
•Tipo F: Reductor de agua de alto rango
•Tipo G : Reductor de agua de alto rango y retardante
•Tipo F2: Superplastificante
•Tipo G2 : Superplastificante y retardante
•Tipo AA: Inclusor de aire

                       

Según el comité 212 del ACI

Los clasifica según los tipos de materiales constituyentes o a los efectos característicos en su uso:


a) Aditivos acelerantes.
b) Aditivos reductores de agua y que controlan el fraguado.
c) Aditivos para inyecciones.
d) Aditivos incorporadores de aire.
e) Aditivos extractores de aire.
f) Aditivos formadores de gas.
g) Aditivos productores de expansión o expansivos.
h) Aditivos minerales finamente molidos.
i) Aditivos impermeables y reductores de permeabilidad.
j) Aditivos pegantes (también llamados epóxicos).

k) Aditivos químicos para reducir la expansión debido a la reacción entre los agregados y los alcalices del cemento. Aditivos inhibidores de corrosión.
l) Aditivos fungicidas, germicidas o insecticidas.
m) Aditivos floculadores.
n) Aditivos colorantes.

TIPO A REDUCTOR DE AGUA o plastificantes

•Funciona por efecto de la dispersión de las partículas de cemento, se traduce en mayores resistencias con la misma cantidad de cemento o importantes ahorros de cemento para las mismas resistencias.
•Dosis: 200 ml o 450 ml por cada 100 kg de material cementante
•Usos: mejoran la bombeabilidad, reducen el requisito de agua de una mezcla.

Características y beneficios

En estado plástico:
•Reduce el contenido de agua de mezcla por lo menos en 5 %.
•Mejora la trabajabilidad.
•Mejora la cohesión.
•Reduce la tendencia a la segregación y al sangrado.

En estado endurecido:
•Aumenta la resistencia a la compresión axial y a la flexión.
•Mejora la adherencia al acero de refuerzo.
•Reduce la tendencia al agrietamiento.

TIPO B RETARDANTE DE FRAGUADO

•Actúa en el concreto como agente de fraguado extendido de forma controlada. Se dosifica para lograr un fraguado extendido, de hasta 30 horas.

TIPO C ACELERANTE DE FRAGUADO

•El aditivo actúa mediante una reacción química con el cemento, acelerando el tiempo de fraguado y la resistencia a la compresión axial a temprana edad. Estos aditivos son compatibles con agentes inclusores de aire, ciertos aditivos superplastificantes y ciertos aditivos reductores de agua convencionales. 

•Dosis: 500 ml a 2000 ml por cada 100 kg de material cementante 

•Uso: cuando se requiere de fraguado rápido y altas resistencias tempranas( por ejemplo en la profundización de pozos) , cuando se requiere la reutilización rápida de moles , cuando el colado del concreto tenga lugar bajo las condiciones muy frias.

APLICACIONES

•Colocación de concreto en climas fríos.
•Concreto convencional y estructural.
•Concretos para fabricación de tubos.

TIPO D REDUCTOR DE AGUA Y RETARDANTE

•Acción físico-química con el cemento, favoreciendo la hidratación de las partículas de éste, reduciendo el agua de la mezcla y plastificando la masa del concreto. 

•El uso del aditivo reductor de agua y retardante, provee al concreto de una plasticidad y fluidez adecuada mejorando las características del concreto tanto en estado plástico como endurecido. 

•Dosis: 150 ml y 500 ml por cada 100 kg de material cementante.

Principales aplicaciones

•Concreto colocado en climas cálidos.
•Concreto que se transporta a distancias largas.
•Concreto que requiere alta trabajabilidad: bombeo y colados en estructuras estrechas.
•El aditivo se puede utilizar como reductor de agua y retardante y como fluidificante.

Características

•Reduce la cantidad de agua de mezcla por lo menos en 5 %.
•Retarda el tiempo de fraguado inicial por lo menos una hora
• Aumenta la resistencia a la compresión axial por lo menos en 110% a 28 días.
•Facilita el bombeo del concreto.
•Aumenta la durabilidad.

TIPO E REDUCTOR DE AGUA Y ACELERANTE

•Resulta de la combinación de compuestos acelerantes y reductores de agua. Mejora las propiedades plásticas y de endurecimiento del concreto tales como la trabajabilidad, resistencia a la compresión y a la flexión.

Principales aplicaciones 

•Colocación de concreto en clima frío. 

•Concreto estructural. 

• Bloques de concreto. 

•Fabricación de tubos de concreto y muchos elementos prefabricados.

Características y beneficios

•Reduce el tiempo de fraguado inicial
•Desarrolla alta resistencia a edad temprana, por lo que permite un tiempo más corto para descimbra.
•Aumenta la densidad del concreto.

.Minimiza la tendencia al sangrado 

TIPO F REDUCTOR DE AGUA DE ALTO

•Se recomienda para concreto pretensado o postensado. Es también muy compatible con agentes inclusores de aire, impermeabilizantes integrales y muchos otros aditivos. Sin embargo, cada material debe ser agregado al concreto por separado.

TIPO G REDUCTOR DE AGUA DE ALTO RANGO Y RETARDANTE

•Para concretos de alta trbajabilidad (bombeo,estructuras estrechas o armado muy denso)
•Formulado específicamente para extender el tiempo de trabajabilidad del concreto fluido a temperaturas de hasta 54º C.

Características y beneficios

•Este sistema de espacios de aire protege al concreto contra el daño que causan los ciclos de congelamiento y descongelamiento.

•El concreto se vuelve más resistente a las sales deshielantes, al ataque de sulfatos y al agua corrosiva. Reduce la segregación.

ADICIONES PARA CONCRETO

IMPERMEABILIZANTE INTEGRAL

•Para reducir la permeabilidad en todo tipo de concreto expuesto al agua, principalmente en cimentaciones, tanques de almacenamiento de agua, sistemas de alcantarilladado, canales, losas, etc.

POLVO DE MICROSÍLICA DENSIFICADA

Es una adición que aumenta la resistencia y la durabilidad. 

El microsílice superfino llena los espacios entre las partículas de cemento, creando un concreto muy denso y menos permeable. 

Desarrolla alta resistencia temprana y  alta resistencia final.

FIBRAS DE POLIPROPILENO Y ACERO

•Refuerzo secundario
•Su principal objetivo es minimizar el agrietamiento por contracción plástica Monofilamentos que se dispersan.

PERLITA DE UNICEL 

•Utilizada para producir concretos ligeros Se deberá asegurar una adecuada mezcla ya que la perlita tiende a flotar.

ALMACENAMIENTO:

Los aditivos deberán transportarse y almacenarse de forma que su calidad no resulte afectada por influencias físicas o químicas 

El almacenamiento se debe realizar en envases bien cerrados , en lugares secos , frescos y bajo techo. Para todos los casos deben seguirse las direcciones de almacenamiento que indique el fabricante 

Ciertos aditivos se embarcan en forma de polvo para ser disueltos en agua antes de su adición al concreto. En esos casos , solo deben mezclarse en tanques de almacenamiento para tener la seguridad de que se adicionan todos los componentes del aditivo para cada amasado.