Agregado Grueso: 

Numerosos estudios han demostrado que para una resistencia a la compresión alta con un elevado contenido de cemento y baja relación agua-cemento el tamaño máximo de agregado debe mantenerse en el mínimo posible (12,7 a 9,5 ).  

En principio el incremento en la resistencia a medida que disminuye el tamaño máximo del agregado se debe a una reducción en los esfuerzos de adherencia debido al aumento de la superficie específica de las partículas. 

Se ha encontrado que la adherencia a una partícula 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 días. 

Las fuerzas de vínculo dependen de la forma y textura superficial del agregado grueso, de la reacción química entre los componentes de la pasta de cemento y los agregados. 

Otro aspecto que tiene que ver con el tamaño máximo del agregado es el hecho de que existe una mayor probabilidad de encontrar fisuras o fallas en una partícula de mayor tamaño provocadas por los procesos de explotación de las canteras (dinamitado) y debido a la reducción de tamaño (trituración), lo cual lo convertirá en un material indeseable para su utilización en concreto. 

También se considera que la alta resistencia producida por agregados de menor tamaño se debe a una baja en la concentración de esfuerzos alrededor de las partículas, la cual es causada por la diferencia de los módulos elásticos de la pasta y el agregado 

Se ha demostrado que la grava triturada produce resistencias mayores que la redondeada.- Esto se debe a la trabazón mecánica que se desarrolla en las partículas angulosas.

Sin embargo se debe evitar una angulosidad excesiva debido al aumento en el requerimiento de agua y disminución de la trabajabilidad a que esto conlleva.

El agregado ideal debe ser limpio, cúbico, anguloso, triturado 100%, con un mínimo de partículas planas y elongadas. 

GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS GRUESOSEl tamaño máximo del agregado grueso que se utiliza en el concreto tiene su fundamento en la economía. Comúnmente se necesita mas agua y cemento para agregados de tamaño pequeño que para tamaños mayores, para revenimiento de aproximadamente 7.5 cm para un amplio rango de tamaños de agregado grueso. 

El numero de tamaño de la granulometría (o tamaño de la granulometría). El numero de tamaño se aplica a la cantidad colectiva de agregado que pasa a través de un arreglo mallas. El tamaño máximo nominal de un agregado, es el menor tamaño de la malla por el cual debe pasar la mayor parte del agregado. La malla de tamaño máximo nominal, puede retener de 5% a 15% del del agregado dependiendo del numero de tamaño. Por ejemplo, el agregado de numero de tamaño 67 tiene un tamaño máximo de 25 mm y un tamaño máximo nominal de 19 mm. De noventa a cien por ciento de este agregado debe pasar la malla de 19 mm y todas sus partículas deberán pasar la malla 25 mm. Por lo común el tamaño máximo de las partículas de agregado no debe pasar: 1): Un quinto de la dimensión mas pequeña del miembro de concreto. 2): Tres cuartos del espaciamiento libre entre barras de refuerzo. 3): Un tercio del peralte de las losas. 

La granulometría consiste en un análisis de separación para conocer los% de granos de cada tamaño.El agregado debe tener una graduación dada de acuerdo con su tamaño máximo y dentro de los límites fijados por las especificaciones de la norma.

Máximo tamaño nominal,                        Masa mínima de laabertura de cuadro, mm (in)                  muestra a ensayar, kg (lb)9.5 (3/8)                                                                1 (2)12.5 (1/2)                                                               2 (4)19 .0 (3/4)                                                             5 (11)25.0 (1)                                                               10 (22)37.5 (1 ½ )                                                           15 (33)50 (2 )                                                                   20 (44)63 (2 ½)                                                               35 (77)75 (3)                                                                  60 (130)90 (3 ½)                                                               100 (220)100 (4)                                                                150 (330)112 (4 ½)                                                               200 (440)125 (5 )                                                                   300 (660)150 (6)                                                                   500 (1100)

Masa Unitaria en Agregados Gruesos

Esta norma es aplicada en agregados de tamaño menor a 6” (150 mm),para la masa unitaria de agregados finos, gruesos y mixtos; en condiciones de material suelto y compactado. 

La masa unitaria es la relación entre la masa del material y un volumen ocupado por el mismo expresado en kg/m³. Hay dos valores para esta relación: La masa unitaria suelta y la masa unitaria apisonada, la primera se utiliza para convertir de masa a volumen, para conocer el consumo de agregados por metro cúbico de concreto. La segunda se usa para conocer el volumen del material apilado. En ambos casos, esta masa se debe obtener con material en estado seco-saturado, para fines de comparación.

Gravedad Especifica y Absorción

• Absorción.- Aumento en el peso de los agregados debido al agua en los poros del material, pero sin incluir el agua adherida a la superficie exterior de las partículas, expresado como un porcentaje del peso seco. 

• Gravedad Específica.- relación entre la masa (o peso en el aire) de una unidad de volumen de un material a la masa del mismo volumen de agua a  una temperatura indicada. Los valores son adimensionales. 

• Gravedad Especifica Aparente.- Relación entre el peso en el aire de una unidad de volumen de la parte impermeable del agregado a una temperatura indicada a el peso  in el aire de un igual volumen de agua destilada libre de gas a una temperatura dada.

• El peso mínimo para el ensayo será el determinado en la Tabla N° 1. En muchos casos, es mejor ensayar el árido grueso separado en varias fracciones según el tamaño de sus partículas, si la muestra de árido contiene mas del 15% retenido en el tamiz 37.5mm (1½”), las fracciones mayores a 37.5mm deben ensayarse separadamente de las fracciones menores a 37.5mm. Cuando se fracciona la muestra, las cantidades mínimas para ensayo de cada fracción se ajustarán, según su tamaño particular, a lo indicado en la Tabla Nº 1: 

Tamaño máximo nominal de

la muestra mm (”)  Peso mínimo de la muestra de

ensayo Kg (lb) 

12.5 ( ½ ) o menos 2 (4.4)

19.0 ( ¾ ) 3 (6.6)

25.0 ( 1 ) 4 (8.8 )

37.5 (1 ½ ) 5 (11 )

50 ( 2 ) 8 ( 18 )

63 ( 2 ½) 12 ( 26 )

75 ( 3 ) 18 (40 )

90 ( 3 ½ ) 25 ( 55 )

100 (4) 40 (88 )

112 ( 4 ½ ) 50 ( 110 )

125 ( 5 ) 75 ( 165 )

150 (6 ) 125 ( 276 )

ABRASION

La resistencia a la abrasion, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedad que depende principalmente de las características de la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partículas van a estar sometidas a un roce continuo como es el caso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados que se utilizan deben estar duros. 

Para determinar la dureza se utiliza un método indirecto cuyo procedimiento se encuentra descrito en la Norma ASTM C 131para los agregados gruesos. Dicho método más conocido como el de la Máquina de los Angeles, consiste básicamente en colocar una cantidad especificada de agregado dentro de un tambor cilíndrico de acero que está montado horizontalmente. Se añade una carga de bolas de acero y se le aplica un número determinado de revoluciones. El choque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasión y los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del material desgastado expresándolo como porcentaje inicial. 

Porcentaje de desgaste = [ Pa – Pb ] / Pa

Donde 

Pa es la masa de la muestra seca antes del ensayo (grs) 

Pb es la masa de la muestra seca despues del ensayo, lavada sobre el tamiz 1.68 mm 

En el ensayo de resistencia a la abrasion o al desgaste se utiliza la Maquina de los Angeles. Esta es un aparto constituido por un tambor cilíndrico hueco de acero de 500 mm de longitud y 700 mm de diámetro aproximadamente, con su eje horizontal fijado a un dispositivo exterior que puede transmitirle un movimiento de rotación alrededor del eje. El tambor tiene una abertura para la introducción del material de ensayo y de la carga abrasiva; dicha abertura está provista de una tapa que debe reunir las siguientes condiciones: 

a. asegurar un cierre hermético que impida la perdida del material y del polvo. b. Tener la forma de la pared interna del tambor, excepto en el caso de que por la disposición de la pestaña que

se menciona más abajo, se tenga certeza de que el material no puede tener contacto con la tapa durante el ensayo. 

c. Tener un dispositivo de sujeción que asegure al mismo tiempo la fijación rígida de la tapa al tambor y su remoción fácil. 

El tambor tiene fijada interiormente y a lo largo de una generatriz, una pestaña o saliente de acero que se proyecta radialmente, con un largo de 90 mm aproximadamente. Esta pestaña debe estar montada mediante pernos u otros medios que aseguren su firmeza y rigidez. La posición de la pestaña debe ser tal que la distancia de la misma hasta la abertura, medida sobre la pared del cilindro en dirección de la rotación, no sea menor de 1250 mm. La pestaña debe reemplazarse con un perfil de hierro en ángulo fijado interiormente a la tapa de la boca de entrada, en cuyo caso el sentido de la rotación debe ser tal que la carga sea arrastrada por la cara exterior del ángulo. 

Una carga abrasiva consiste en esfera de fundición o de acero de unos 48 mm de diámetro y entre 390 y 445 gramos de masa, cuya cantidad depende del material que se ensaya, tal como se indica en la siguiente tabla   

Tipo Tamaño de material retenido

Masa en (g) de cada tamaño

No. de Esferas Rev. Tiempo (min)

A 1”  ¾” ½” 3/8” 1250 ± 10 12 500 17B ½”  3/8” 2500 ± 10 11 500 17C 1/4” 4” 2500 ± 10 8 500 17D #8 5000 ± 10 6 500 17