Ários - Renato Vargas ICH

8/16/2019 Ários - Renato Vargas ICH

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TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNTECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN

ÁRIDOS (AGREGADOS) ÁRIDOS (AGREGADOS)

PARA CONFECCIONAR PARA CONFECCIONAR HORMIGÓN HORMIGÓN

MODULO 2


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2

ÁRIDOS PARA HOR IGÓN

RIDOS PARA HOR IGÓN

DEFINICIÓN: Conjunto de partículas de origen

pétreo, duro de forma estable y ue debe cumpliruna serie de reuisitos! "cupa entre el #$% y el&$% del 'olumen total del (ormig)n!

F*NCI"NE+:• esistir esfuer-os internos y e.ternos• esistir la abrasi)n• esistir al paso de (umedad•

esistir solicitaciones uímicas!• /ro'ee relleno de bajo costo a la pasta de cemento• Disminuye y e'ita efectos de cambios de 'olumen

ue sufre la pasta de cemento!


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3

/"/IED0DE+ 1 E2*I+I3"+• 4uestreo y Cuarteo

• 0n5lisis 6ranulométrico• 3ama7o m5.imo• 4)dulo de finura• Forma de te.tura superficial

• 0d(erencia• esistencia mec5nica• Contenido de impure-as• /orosidad y 0bsorci)n

• 8umedades• Compacidad• Densidades• Esponjamiento

• +uperficie específica

C"4ECI09I0CIÓN

• 0 granel

40NE;"

• 0copios• +egregaci)n


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4


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5

4*E+3E"

/rocedimiento

"btenga al menos < porciones al a-ar del mismotama7o, forme una muestra combinada cuyopeso sea igual o superior a lo indicado en latabla!

• Desde una fuente m)'il, la muestra se recoge detal manera ue reciba el flujo completo parae'itar la segregaci)n!

• Desde una cinta transportadora, detenga la cintay coloue una plantilla ue abarue la muestra ae.traer, con pala y luego con escobilla pararecuperar todo el fino!


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6

Desde las pilas de acopio

•/ara el 5rido grueso se debe tomar tresporciones, una del tecio superior del medio y dela parte baja, para e'itar segregaci)n escon'eniente (acer un corte 'ertical entre esasposiciones y e.traer la muestra!

• /ara 5rido fino se debe e.traer la capa superior ymediante un tubo de

∅

= m se e.traenal menos ? muestras al a-ar al insertarlo en lapila!


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7

Desde unidades de transporte como camiones,barca-as, 'agones de ferrocarril, para muestrear :

• El 5rido grueso, en lo posible debe ser (ec(o coneuipos mec5nicos capaces de e.traer desdedi'ersas profundidades y ubicaciones al a-ar! Delo contrario se debe (acer tres o m5se.ca'aciones en puntos ue se estime uerepresentan las características de la carga!

• En 5rido fino los tubos de muestra son

adecuados!


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8

3ama7o de las muestras

/ara an5lisis granulométrico y de calidad3ama7o m5.imonominal de los 5ridos

/eso mínimo apro.imadode las muestras! @g

Aridos finos2,36 mm 10

4,75 mm 10

Aridos gruesos

9,5 mm 1012,5 mm 15

19,0 mm 25

25,0 mm 50

37,5 mm 75

50,0 mm 100

63,0 mm 125

75,0 mm 150

90,0 mm 175


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9

C*03E": educci)n del tama7o de la muestra

4ediante cuarteo mec5nico• +e introduce el material en la

tol'a de alimentaci)n, luego

se abre y cae en ambosrecipientes! El material deuno de los recipientes se'uel'e a introducir tantas'eces como sea necesario

para reducir la muestra altama7o deseado!


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10

4ediante cuarteo manual, sobre superficie dura


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11

4ediante cuarteo manual, sobre superficie blanda


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0NA9I+I+ 60N*9"4B3IC"

304ICE+

Cada tami- se caracteri-a por su abertura, o sea,por el lado interior de cada uno de los cuadradoselementales!

0bertura del tami- = t mmt = >nEF n = nGmero entero

Forman una progresi)n geométrica de ra-)n >HEF

8ay tamices para toda la sucesi)n de nGmerosenteros desde n = > (asta n = JHK

o sea, desde t = H$,# mm (asta t = $,$


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13

3amices


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+EIE DE 0ÓN >+i se escoge un tami- de cada cuatro, se puede formar

de esas progresiones:n = mGltiplo de

n = mGltiplo de ± Hn = mGltiplo de ± >

n = mGltiplo de ±


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15

n 25 21 17 13 9 5 1 -3 -7 -11 -152n/4 76 38 19 9,5 4,75 2,4 1,2 0,59 0,3 0,15 0,074 mm

3 3/2 3/4 3/8 3/16 3/32 3/64 3/128 3/256 3/512 3/1024 mm

4 8 16 30 50 100 200 Nº4 2 1 1/2

+eries *+0 y C(ile:

n = mGltiplo de L H


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16

3ami-ador para 5rido fino y grueso


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Tamiz ASTM Masa Masa Masa Reten. Masa Q'

Pasa

Recomienda

INN Retenida Retenida Acumulada Acumulada NCh 1!

' mm " # # #

2 501 1/2 40

1 253/4 201/2 12,53/8 10

Nº4 5

8 2,516 1,2530 0,6350 0,315100 0,16

T$TA%

0NA9I+I+


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18

Tamiz Retenida Retenida Ret. Acum. Que Pasa NCh 1!ASTM " # # #

2 0 0 0 100 95-100

11/2 1200 6 6 94

1 3600 18 24 76 35-70

3/4 40 24 48 52

1/2 3200 16 64 36 10-30

3/8 5000 25 89 11 Nº4 1800 9 98 2 0-5

8

16

30

50100

T$TA%

4i = >$!$$$ g

1&.()41

4800


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19

Tamiz Retenida Ret. Acum. Que Pasa NCh 1!ASTM # # #

2

11/2

1

3/4

1/2

3/8 0 0 100 100 Nº4 3 3 97 95-100

8 7 10 90 80-100

16 12 22 78 55-80

30 21 43 57 25-60

50 30 73 27 10-30

100 18 91 9 2-10

T$TA%


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6rafico de 6ranulometría NC( H#? "f!


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3ipos 6ranulométricos de 5ridos gruesos, NC( H#<

# AC*M*%A+$ Q*, PASA PARA %$S SI-*I,NT,STAMIC,S -RA+$S .+,INI+$S P$R TAMA0$S %IMIT,S ,N mm

.mm !4' 3'23 3'3 4'2' 4'3 233 2'3 12)33 1'2)3

80 100 --- ! --- ! --- --- --- ---

63 90-100 100 100 --- --- --- --- --- ---

50 35-70 90-100 90-100 100 100 --- --- --- ---

40 0-15 33-70 --- 90-100 90-100 100 --- --- ---

25 --- 0-15 35-70 20-55 --- 90-100 100 --- ---

20 0-5 --- --- 0-15 35-70 --- 90-100 100 ---

12,5 --- 0-5 10-30 --- --- 25-60 --- 90-100 100

10 --- --- --- 0-5 10-30 --- 20-55 40-70 90-100

5 --- --- 0-5 --- 0-5 0-10 0-10 0-15 10-30

2,5 --- --- --- --- --- 0-5 0-5 0-5 0-10

1,25 --- --- --- --- --- --- --- --- 0-5

M 9os grados ?$ ? mm corresponden a me-clas de los grados?$ >? mm con >? ? mm y

El grado $ ? mm corresponde a me-clas de los grados $ >$mm con >$ ? mm!


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"O+EP0CIÓN"O+EP0CIÓN

QQ9as gra'as ue no correspondan a9as gra'as ue no correspondan aninguno de los grados especficadosninguno de los grados especficados

en la tabla, pueden ser empleadasen la tabla, pueden ser empleadassiempre ue las me-clas de pruebasiempre ue las me-clas de pruebapreparadas con estas gra'aspreparadas con estas gra'as

cumplan con los reuisitos de lascumplan con los reuisitos de lasespecificaciones particulares de laespecificaciones particulares de laobraRobraR


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3ipos 6ranulométricos de 5ridos finos NC( H#<

# AC*M*%A+$ Q*, PASA PARA %$S SI-*I,NT,S TAMA0$S

Tamaos 1 2 ! 4 3 (+enomi

naci5n Mu6 Media o Media Mu6 +iscon

Tamices

mm

-7uesa -7uesa No7mal -7uesa /ina /ina tinua

10 100 100 100 100 100 100 100

5 60-75 75-90 95-100 70-90 90-100 95-100 30-60

2,5 35-55 55-80 80-100 40-80 85-100 90-100 30-40

1,25 27-50 35-60 50-85 40-70 70-90 85-100 30-40

0,630 15-40 22-40 25-60 40-60 60-80 80-100 17-400,315 8-25 15-25 10-30 25-37 37-50 50-62 9-25

0,160 3-10 3-10 2-10 6-13 12-20 15-20 4-10

M" m#$% 3,45 2,95 2,15 2,50 2,46 1,13 3,85

M" m&'% 4,52 3,98 3,38 3,79 3,60 1,80 4,80


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Tamices # 8ue 9asa) en 9eso) 9a7a los si"uientes

em9leados tamaos l:mites

ASTM 2; < 4 1 1/2; < 4 !/4; < 4 2; 1 ; 1 1/2; !/4;

2 1/2( 100 --- --- 100 ---

2( 90-100 100 --- 90-100 1001 1/2( --- 90-100 --- 33-70 90-100

1( 35-70 --- 100 0-15 20-55

3/4( --- 35-70 90-100 --- 0-15

1/2( 10-30 --- --- 0-5 ---

3/8 --- )*+-30 20-55 --- 0-5

4 0-5 0-5 0-10 --- ---

8 --- --- 0-5 --- ---

6ranulometrías m5s usadas en:

Arido grueso 6ra'a L 6ra'illa

10-30


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25

6ranulometrías m5s usadas en:Arido fino 0rena

Tm.* Em) ATM! ' )

3/8 100

4 95-100

8 80-100

16 50-85

30 25-60

50 10-30

100 2-10


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26

6ranulometrías m5s usadas en:

Arido combinado 5rido grueso L 5rido fino

Tamices # 8ue 9asa) en 9eso) 9a7a los

em9leados tamaos m=>imos indicados

ASTM 1 1/2; !/4;

1 1/2( 100 ---

3/4( 60-80 100

3/8 40-61 90-100

4 24-48 20-55

8 15-37 0-15

16 )*+-28 ---

30 6-19 0-5

50 3-11 ---

100 2-5 ---

#$ = 6,40 a 5,11 #$ = 5,90 a 5,25

10-28


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27

Oandas granulométricas de 6 L g6 L g, FF y 6 L g L F6 L g L F

F

6 L g6 L g L F6 L g L F


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28

Aridos combinado6ranulometrías recomendadas para dosificaci)n


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29

Aridos combinados6ranulometrías recomendadas para dosificaci)n


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30



31/120

31



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32



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33

3ama7o m5.imo del 5rido3ama7o m5.imo del 5rido

Da = 3ama7o m5.imo absoluto

• Es el tama7o de la partícula correspondiente almenor tami- por el cual pasa el H$$ %!

Dn = 3ama7o m5.imo nominal

• Es el tama7o de la partícula correspondiente altami- inmediatamente siguiente a auel por el

cual pasa el H$$ %, Da! +i por éste tami- pasa K$% o menos, entonces Dn = Da


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4)dulo de finura4)dulo de finura

• Corresponde a un 'alor medio, es un índice ue representaa la granulometría por la distribuci)n de frecuencias detama7o, con un nGmero!

• +e aplica s)lo a las mallas ue tienen la progresi)ngeométrica de ra-)n >

• ";" pi'ota, por lo ue s)lo 'aría su 'alor cuando 'aría laposici)n de la cur'a granulométrica en sentido (ori-ontal,no asi cuando gira sobre el punto de pi'ote!

4F = +*40 %!0!H$$

4F = S+*40 NT 40990+ . H$$ J +*40 %2!/!UH$$

4F = +*40 NT 40990+ J +*40 %2!/!H$$


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35

T Nº1D.:;<= ' >#?.*) m.)> ' E$*%= ' :' >')m@+.* NC 133%

= ' *B +@' +'+) '+) *)m) ? :'%= Tm:.@' .m.m ' ); >#?.*)

?)+)*).%

= C* M" +) *B >')m@+.* ) D' D


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DI+EV" DE 4EC90+ DE AID"+

USACH 12-12-05 USACH 12-12-05


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37

Tamiz # Q' Pasa # Q' Pasa # Q' Pasa # Q' Pasa

ASTM A ? C I

1 1/2 100 100

1 86 75

3/4 100 54 65

1/2 94 40 55

3/8 82 22 50

Nº4 76 8 408 54 2 28

16 30 100 0 22

30 14 92 15

50 5 38 8100 1 12 3

M 4)!@ 1)3@ ()14 3)&

%& 4 76 ' 40

W2ué porcentaje de arena tiene el 5rido 0XW2ué porcentaje de arena tiene el 5rido 0X

100100

7171

3939

1818

77

11

3,643,64


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38

RI+$S 2 # Q*, PASATAMIB A ? C + I- - I/ /

2 100 100 100

1 1/2 70 100 95 86

1 62 87 70 76

3/4 50 78 53 65

1/2 35 55 100 35 46 100

3/8 5 22 98 20 14 100 99

4 1 10 90 100 3 6 97 95

8 75 90 90 8316 56 80 68 68

30 25 66 43 46

50 8 40 20 24

100 2 15 6 9

M" 7%74 6%90 3%46 2%09 7%29 7%29 2%76 2%76

7,74 A 6,9 E F 7%29 3,46 C 2,09 D F 2%76

A E F 1 C D F 1

A F 0%46 C F 0%49

E F 0%54 D F 0%51


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39

PI+*09I0CIÓN 6AFIC0


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40

0;*+3E 0 90 O0ND0 DE AID" C"4OIN0D"

( = 0)66 * 0)46 = + = 0)30 30

( = 0)66 * 0)54 = - = 0)36 36

$ = 0)34 * 0)49 = . = 0)17 17

$ = 0)34 * 0)51 = / = 0)17 17

100


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41

¿En qué % se mezclarán la Grava y la Gravilla?

• n la tala de

ranlometras del rido

reso de la %. 163, se

india 8e los tamaos

40 5 son naomposii;n de los

tamaos 40 20 < 20 5

• 40 20 = (raa

• 20 5 = (railla• 40 5 = (raa " (railla

¿Calculemos? ¿Calculemos?


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42

%2!/!

6r5ficamente sería esta representaci)n)))


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43

Decomponiendo:Decom poniendo:

>+? (ranla 40>20

>-? (ranla 20>5 e

>Ideal? (ranla 40>5

$ormando:

>.? rido resltantede0,52+"0,4'-

C ) / )!4

5,74

Ideal

ComDi


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45

Cur'a ideal de F F y cur'a ideal de G + g + F G + g + F y la curva resultante total y la curva resultante total


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46

TAREATAREA

!"#E$AR E&C'A !E (R"!)# !"#E$AR E&C'A !E (R"!)#


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47

C*R#) TEC)')G,A !E' -)R"G. C*R#) TEC)')G,A !E' -)R"G. 3areaa Combinar las arenas 0 y O de manera ue el 5rido fino resultante

bajo tami- NT tenga un 4F de >!&b Combinar la me-cla real resultante de a con el 5rido C tal ue lagranulometría de la me-cla se ajuste a I!

Tamiz # Q'Pasa

# Q'Pasa

# Q'Pasa

# Q'Pasa

# Q'Pasa

# Q'Pasa

# Q'Pasa

# Q'Pasa

ASTM A ? C I I1 1/2 100 100 100

1 86 75 75

3/4 100 54 65 65

1/2 94 40 55 55

3/8 82 22 50 50

Nº4 76 8 40 40

8 54 2 28 28

16 30 100 0 22 22

30 14 92 15 15

50 5 38 8 8

100 1 12 3 3

5,69


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48

Desarrollo Tamiz A A’ B D

(A+B)

D’

(A’+B)

D’’ C D’+C D+C D’’+C I

1 ½ 100 100 100 100 100

1 86 91 91 91 75

¾ 100 100 100 54 69 71 69 65

½ 94 96 97 40 60 61 55 553/8 82 89 92 22 48 47 45 50

Nº4 76 100 86 100 89 8 39 37 34 40

8 54 71 73 83 80 2 29 28 28 28

16 30 40 100 58 64 70 0 21 22 23 22

30 14 18 92 46 48 58 16 17 19 15

50 5 7 38 18 20 24 7 7 8 8

100 1 1 12 5 5 7 2 2 2 3

! 4"38 3"63 1"58 3"25 2"8 2"8 7"14 5"69 5"69 5"72 5"69


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49

57%0

43%0

1

8%258%138%4

=

=

=+

=+

B

A

B A

B A

67%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%667%0

1957%0%%%%%%%%%%%%%%%%%%

1443%0333%0

1

69%514%78%2

==

==→

==→=

=+

=+

C C

B x

A x D

C D

C D

405%0

595%01

8%258%163%3

=

==+

=+

B

A B A

B A

67%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%666%0

13405%0%%%%%%%%%%%%%%%%%

20595%0334%0

1

69%514%78%2

==

==→

==→=

=+

=+

C C

B x

A x D

C D

C D

405%0

595%0

1 8%258%163%3

=

=

=+=+

B

A

B A B A

63%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%627%0

15405%0%%%%%%%%%%%%%%%%

22595%0373%0

169%514%725%3

==

==→

==→=

=+=+

C C

B x

A x D

C DC D


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51/120

51

3ECN"9"6Y0 DE9 8"4I6ÓN3ECN"9"6Y0 DE9 8"4I6ÓN

/"/IED0DE+ FY+IC0+ DE 9"+/"/IED0DE+ FY+IC0+ DE 9"+AID"+AID"+


52/120

52


53/120

53

E+30D"+ DE 8*4ED0D

• #eco al /orno#eco al /orno: se obtiene s)lo en el laboratorio a HH$ TC

constante! +e compara por pesos, cuando el peso finales igual al peso anterior enfriado a temperaturaambiente, +EC"

• #eco al aire#eco al aire: se obtiene s)lo en 'erano y es producto de

la temperatura ambiente, la 'elocodad del 'iento y la(umedad relati'a! Es un estado QcondicionadoR

• #atura0o su1er2icialmente seco#atura0o su1er2icialmente seco: se obtiene enlaboratorio! Es un estado límite no pr5ctico! +e sumergepor > (!, se saca y se seca con un pa7o (Gmedo!

• -3me0o mo4a0o-3me0o mo4a0o: tiene todos sus poros saturados m5suna película de agua en la superficie!


54/120

54

Estados de (umedad de los 5ridos


55/120

55

/""+ID0D 10O+"CIÓN

8*4ED0DE+


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56

0bsorci)n en %• Contenido total de (umedad interna de un

5rido en condici)n sss

• 4edida de la porosidad del 5rido, porue absorber5tanto como poros tenga y la porosidad determina lacalidad del 5rido y por lo tanto del (ormig)n!

• Palores de absorci)n recomendados para 5ridos• 6ruesos Z > %• Finos Z < %

• +e acepta para (ormigones• /obres (asta H$ % de porosidad• Corrientes (asta ? % de porosidad• 0lta resistencia (asta < % de porosidad

8umedad en %• 9a (umedad de un 5rido es importante para

determinar el agua libre conociendo la (umedad total,la (umedad seca y la (umedad para condici)n sss!


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57

+03*0D" +*/EFICI094EN3E +EC", +++

0EN00EN0


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58

[ ]100 x P

P P ab

S

S SSS −=

( ) [ ]4abhhl t −=

Eumedad totalF

ADso7ci5nF

Eumedad liD7eF

Com1aci0a0 Com1aci0a0 , mm? es la relaci)n entre el 'olumen des)lidos ue tiene un material granular y el 'olumenaparente ue ocupa!

)que0a05)que0a05 hh? o cantidad de (uecos, es el complemento dela compacidad, es decir el 'olumen de (uecos por unidadde 'olumen aparente)

[ ]4100 x P

P P h

s

sh

t

−

=

a

r

V

V Compacidad =


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59

pimr

pi pahma

a

r

r

a

r

a

r

a

a

r

a

r

a

h

V V V

V V V V V

V

V

D

Dm

D

Dh

D

D

D P

D P

V

V h

hm

V

V Oquedad

+=

+++=

==−=

−=−=−=

=+

=

1

111

1

a

r

V

V Compacidad =

m = h =


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60

@eos = A

poros

aesiles= Apa

poros

inaesiles

= Api #aiBo = Am

Aolmen delreipiente = Aa

proeta


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61

DEN+ID0DE+ DE 9"+ AID"+

0l considerar los di'ersos tipos de (uecos, aparecen las

definiciones y conceptos de las distintas densidades delmaterial:

• !E#"!A! A6#)'*TA5!E#"!A! A6#)'*TA5 : se le llama a la masa de la unidadde 'olumen sin ouedades! Es decir a la masa del material

maci-o sin los (uecos interiores del grano, sean accesibleso no, y di'idido por el 'olumen ue lo contiene!

+e determina sobre el material finamente molido, aplicando'acío para e.traer el aire atrapado! Este 'alor no es deinterés en ésta tecnología!

7 8 9m7 8 9m


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62

• !E#"!A! REA'5!E#"!A! REA'5 r r : se le llama a la masa de la unidad de'olumen de los granos de material con sus porosinaccesibles!

+e determina sobre granos enteros, saturados de agua yaplicando técnicas similares a las ue se emplean para ladensidad absoluta!Este 'alor es fundamental en el estudio del (ormig)n decemento ya ue reflejar5 la 'erdadera situaci)n del materialpétreo en la estructura interna del aglomerado!9a densidad real es 'ariable con el tama7o de la partícula,con la calidad del maci-o, % poros inaccesibles, etc!9os 'alores normales 'arían entre >, y >,K [gdm<

9os granos m5s finos tienen una densidad real mayor, m5scercana al 'alor de la densidad absoluta!

r r 7 8 :9m + 91i;7 8 :9m + 91i;


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63

• !E#"!A! A


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E+/"N;04IEN3"

• 0parece el fen)meno de es1on4amientoes1on4amiento el cual

influye en la determinaci)n de la densidadaparente, en estado (Gmedo y suelto!

• Peamos algunos datos del ío 4aipo

Verano 1,44

Otoño 1,38

Invierno 1,29Primavera 1,39

Promedio 2 años 1,41

Materiales húmedos

y sueltos K!dm3


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65

Datos de arenas del ío 4aipo• Palores del material seco correspondiente!

En un recipiente de H dm< se entra 5rido fino a p!ej! % de(umedad, luego esa cantidad de arena se e.trae de eserecipiente, se seca a masa constante y ese 'alor seregistra! Esto para ue no influya la masa del agua si semasara sin secar

#$m%&a&'

D%i&a&*/

#$m%&a&'

D%i&a&*/

0 1,808 10 1,321

2 1,354 12 1,352

4 1,318 14 1,3946 1,316 16 1,440

8 1,298

+e puede obtenerue el esponjamientom5.imo es K& = H,


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66

+e puede representar el fen)meno de es"on#amiento en lasiguiente cur'a obtenida de una arena del ío 4aipo de

Dn = NT ,? mm0+34 o de ? mm NC(

• 6r5fico densidad 's (umedad

1

1)1

1)21)!

1)4

1)3

1)

1)(1)@

1)&

2

humedad #

d e

n s i d a d G " / d m !


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67

• El esponjamiento se puede calcular como elaumento de 'olumen con la f)rmula\

1! −=ahs

asc

E ρ ρ

asc = densidad aparente seca y compactada

a(s = densidad aparente (Gmeda y suelta,descontada la (umedad4uy Gtil para control de dosificaci)n!

/!ej!: Dosis de F = ?$ 9 de 0rena 4aipo\

EI = H,&K H = H,K %

EP = H,&,H %

E ≈ H? % ⇒ ?$ . H,H? ?$ = #& 9


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68

• 9a e.plicaci)n de este fen)meno podría estar enla distribuci)n del agua y el aire en el material!

En el momento inicial, sin líuido libre seco osss, actuan fuer-as de gra'edad en oposici)n alas fuer-as de fricci)n interna!

Cuando aparece la fase líuida (ay tensiones

superficiales ue se suman a las de roce! 0lmojarla, desaparece el aire, despla-ado por elagua, desaparece la tensi)n superficial y el aguaentra a colaborar con la compactaci)n comolubricante, llegando la arena a un estado muy

pr).imo al inicial!Esto da la posibilidad de medir r5pidamente los'alores de esponjamiento


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69

Fuer-as ue inter'ienen en el espojamiento

l esponCamiento es ma


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70

Forma pr5ctica de determinar elesponjamiento


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71

Tamiz # Q' Pasa # Q' Pasa

ASTM A ?

1 1/2 100

1 58

3/4 18

1/2 6

3/8 4 100

Nº4 1 84

8 73

16 64

30 46

50 14

100 3

aH!?> H!?# [g9

r >!#? >!< [g9

0b $!? H!> %

(t >!& ?! %

E $ H& %


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72

1 1/2 100 1001 75 83

3/4 62 731/2 34 543/8 15 100 41

Nº4 2 95 308 88 2616 74 22

30 46 1450 14 4100 3 1

D >/ 1,52 1,56D >/ 2,65 2,73

A: 0,5 1,2H+ 2,8 5,4E --- 25


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73

C)


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74

• 9as & esferas ocupan casi la mitaddel 'olumen aparente, lo ue

indica ue (ay tanto s)lidos como(uecos! +in embargo esta es unasituaci)n muy especial y discutibleya ue las partículas puedendisponerse de otra forma m5sfa'orable, puede cambiarse laforma de los granos y, también(abría ue considerar las fuer-asde atracci)n de masa y otrosfactores ue influyen en los granosfinos ue lle'an a otros 'alores de

compacidad!/!ej!: cemento r =


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75

9E1E+ DE 90 C"4/0CID0D9E1E+ DE 90 C"4/0CID0D• *n conjunto de granos de igual tama7o debe ser

llenado por partículas menores! /ara ello se debeestudiar la CAT"!A! !"E#". !E'CAT"!A! !"E#". !E'RE''E)@RE''E)@

• 3omamos un material O0+E cuyos granos tienen

un tama7o entre QdR y Qd>R y un E99EN" cuyaspartículas tienen un tama7o inferior a Qd>R ymayor ue QdR

• 0l me-clar estas partículas y determinar su a se

podr5 obser'ar ue ésta 'aría en funci)n de lascombinaciones de me-clas!


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76

• /rimera 9ey de la Compacidad/rimera 9ey de la Compacidad

H

H,>

H,F

H,#

d e n s i d a d a p a r e n

t e [ g E d m

H$$ &$ #$ $ >$ $ BA-.

$ >$ $ #$ &$ H$$ ..N


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77

• +e 'erifica con cualuier par de materialesmonogranulares la siguiente /I4E0 9E1 DE 90

C"4/0CID0D: #e alcanza la máBima Com1aci0a0 0e una mezcla#e alcanza la máBima Com1aci0a0 0e una mezclainaria coninaria con sietesiete 1artes en 1artes en masamasa 0e material 6A#E0e material 6A#Eyy trestres 1artes 0e material 0e RE''E)5 1artes 0e material 0e RE''E)5a1roBima0amenteD@a1roBima0amenteD@

4aterial 4"N"60N*90 es auel ue uedalimitado entre un tama7o m5.imo y un mínimo uees la mitad del m5.imo! Esto tiene su origen en la

serie ue siguen las cribas normales en ue seclasifican los 5ridos para (ormigones de cemento!


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• +egunda 9ey de la Compacidad+egunda 9ey de la Compacidad

H

H,>

H,F

H,#

d e n s i d a d a p a r e n

t e [ g E d m

H$$ &$ #$ $ >$ $ BA-.

$ >$ $ #$$ &$ H$$ ..N

16

328

4

2


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81

En resumen, (ay una cantidad de relleno y unadimensi)n de relleno )ptima y cuando estan bien

proporcionados los pares O0+EJE99EN", sepuede considerar ue no e.isten pérdidas decompacidad de las me-clas!

• 9a compacidad depende de la granulometría y

• 8ay soluciones tanto contínuas comodiscontinuas!9a compacidad alta es fa'orecida por la formaregular de las partículas! 9os granos de cantosrodados dan m5s altas compacidades ue los

materiales c(ancados!9a compacidad se altera en forma importante porla (umedad y por las fuer-as ue se originanentre las partículas en los materiales finos!

Y


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82

+*/EFICIE E+/ECYFIC0

• Interesa la superficie en ue se 'a a repartir lacantidad de cemento disponible!

• Cada 'e- ue se parte una piedra, aparece unanue'a cara ue debe ser QpintadaR con pasta decemento! 8ay m5s superficie específica por

unidad de masa en los materiales m5s finos!• 9a superficie específica de un granulado

corresponde a la suma del 5rea total de laspartículas ue caben en una determinada masa!

• 6eneralmente se e.presan en cm> g para losfinos y en cm> [g para las arenas y 5ridosgruesos!


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83

Determinaci)n del nGmero N de granos ue (ay enel [ilogramo)

( ) [ ]

( ) [ ]

( ) [ ]22

33

3

2

61

cmd N S

g V M

cm

d

N V

r

π

ρ

π

=

=

=

( ) [ ]

( ) [ ] g cmd

M

d

d M d N Se De

kg uid d

M N

d N

M V De

r r

r r

/66

3

/6

61

2

3

2

2

3

3

ρ πρ

π π

πρ π

ρ

===

=⇒==


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84

• +ean H$$$ g de partículas de densidad real r =>!?$ S[gm>80#e 7 I>>>80 r r


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85

aa A%$am

A%$a & m

-%"m2/

100 50 0,0149 0,0297 0,0223 106

50 30 0,0297 0,0590 0,0444 53

30 16 0,0590 0,119 0,0890 27

16 8 0,119 0,238 0,1785 13

8 4 0,238 0,475 0,3565 7

4 3/8: 0,475 0,951 0,7130 3

3/8: 3/4: 0,951 1,90 1,4255 1,7

3/4: 1 ½: 1,90 3,81 2,855 0,8

1 ½: 3: 3,81 7,61 5,710 0,4

a H= % a H= %

a I> a I>%%

?


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86

F"40 1 3E]3*0 +*/EFICI09

F"40 1 3E]3*0 +*/EFICI09


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F"40 1 3E]3*0 +*/EFICI09

• Importa en las propiedades ue le confiere al

(ormig)n! 9o ue se persigue es ue se asemejelo m5s posible a una esfera o cubo! "tra formaconducir5 a problemas de trabajabilidad!

• /atículas alargadas e.igir5n mayor cantidad deagua para recuperar la trabajabilidad, ya ue

tienden a trabarse por su forma y rugosidad!• El aumentar la relaci)n 0C, al agregar m5s agua,

dar5 como resultado una baja en la resistenciamec5nica del (ormig)n, lo ue se puede e'itar

aumentando el cemento para mantener constantela ra-)n 0C! "b'iamente esto constituye uncosto adicional

• 9as partículas alargadas o angulosas son m5s


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88

• 9as partículas alargadas o angulosas son m5sfr5giles y por lo tanto el (ormig)n también loser5! Esta deficiencia ue pueden tener estas

partículas se debe a ue luego de lac(ancadura pueden uedar con microfisurasinternas ue originan la grieta y luego lafractura! 0dem5s, en un ensayo de (ormig)n

en compresi)n la forma alagada tiene pocaresistencia a la fle.i)n, fallando por tracci)n!

• Entonces esta es la ra-)n y no de ue tenganmenor resistencia a la compresi)n, ya ue la

roca original puede ser la misma para el 5ridode canto rodado o el c(ancado!


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89

• 9a partícula alargada y agu-ada tiende aorientarse (ori-ontalmente y el agua en e.ceso

tiende a subir a la superficie, pero si éstaencuentra un obst5culo en el camino se uedacomo QnapaR bajo él, y cuando se e'apora uedaun (ueco abajo, o sea no ueda ad(erida la pastaal 5rido!

• /or lo tanto se tiene ue a menos ad(erencia ⇒ menor resistencia!

• +in embargo, la partícula angulosa o c(ancada

no es mala y al contrario es buena paraelementos sometidos a fle.otracci)n por sumayor ad(erencia por su rugosidad!


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C 0+IFIC0CIÓN /" 3E]3*0 *+0


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91

C90+IFIC0CIÓN /" 3E]3*0, *+0

• $a %lasi&i%a%i'n de la te(tura su"er&i%ial$a %lasi&i%a%i'n de la te(tura su"er&i%ialse )asa en el rado en *ue la su"er&i%iese )asa en el rado en *ue la su"er&i%ie

de una "art+%ula es "ulida o mate, suavede una "art+%ula es "ulida o mate, suaveo s"era-o s"era-

• $a estima%i'n visual de la as"ere.a es$a estima%i'n visual de la as"ere.a es)astante %on&ia)le)astante %on&ia)le---

F"40 DE 60N"+


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92

F"40 DE 60N"+

• 9a forma de las partículas desempe7a un efecto

importante sobre las propiedades del (ormig)n!+e (a (ec(o referencia a la compacidad y a lasuperficie específica de partículas idealesesféricas! El factor de forma es el ne.o entre esto

y la realidad! /or ello se puede decir del mismomodo ue son la 0imensin, las irregulari0a0es5las rugosi0a0es 0e las 1artJculas, las ue, pormedio de la compacidad y superficie específica,determinan resistencias, docilidad, permeabilidad y otras características de los (ormigones!


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93

• 9as piedras de formas irregulares sonconsideradas como defectuosas y pueden ser

toleradas solamente en paue7as cantidades!• En las arenas, se (ace m5s difícil la definici)n dela forma ue en las gra'as! 6eneralmente seaplican conceptos cualitati'os y se recomiendae'itar el uso de arenas de granos de formasirregulares o angulosas!

• 9os defectos de formas de granos se con'iertenen dificultad de colocaci)n y éste se trata decompensar con e.ceso de finos arena ycemento y agua, lo ue disminuye la resistenciay aumenta las deformaciones por contracci)n

C fi i t l ét i


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Coeficiente 'olumétrico• El Coeficiente Polumétrico proporciona una idea

de la regularidad de las partículas! Es unarelaci)n entre el 'olumen Q'R de la partícula y el'olumen P de la esfera circunscrita!

d

1

6

3

≤=

=

∑

∑

V

!CV

d V π

• 9a medici)n se (ace sobre un conjunto de


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95

9a medici)n se (ace sobre un conjunto depiedras en estado sss apro. >$ unidades paraDn de >$ a ?$ mm por de-pla-amiento en agua

para determinar el 'olumen total = y pormedida directa para el 'olumen de las esferascircunscritas =

• ecomendaciones:

∑!

∑V

#;mia?a >a?ia

Ama&; ≥

0,20 ≥

0,15

. aa ≥ 0,15 ≥ 0,12

D

80 1500

40 500

20 250

9os granos en forma de plaueta\ CP9os granos en forma de plaueta\ CP≈

$,$$,$

9os granos en forma agu-ada\ CP9os granos en forma agu-ada\ CP ≈ $,$$H$,$$H

6ra'a de río\6ra'a de río\ CPCP≥

$,$,

C fi i t d f


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96

Coeficiente de formaConsiste en establecer una relaci)n entre las

proporciones de las aristas de una piedra!• En Francia recomienda el uso de 5ridos

≈

esferao por lo menos pr).imo al cubo!

• Estas e.gencias se pueden apro.imar a la

desigualdad\ 9 L 0 ≤ #E• 6eneralmente se especifica

ue no e.ista m5s de >$ % de granos

falladosD

+

En 0lemania se trabajan con las relaciones 90 y


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97

En 0lemania se trabajan con las relaciones 90 yE0\

• 6rano plano E0 Z $,?• 6rano largo 90 ^ H,?

• 9a parte de los granos no aptos no debe e.cederen lo posible al ?$ % del peso total! +e e.ige ue

el promedio de >? granos, mayores ue & mm, noresulte largo o plano!

Clasificaci)n de la forma de las partículas, segGn la


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98

Clasificaci)n de la forma de las partículas, segGn laNorma O!+! &H>: HK#

ClasiHicaci5n +esc7i9ci5n ,em9losR)' T)+m'+ >+ ) > )

*)m+m'+ .m )

?)+m.'+)

GB &) ) C< '

.+), C C * )

B.'+)%

I> I>. '+, ) *.m'+

.m ) ?)+m.'+) C *)' ).

)'

O+ >B, ' ) )

$*B*.'

E*m) M+. ' * ) ) ' *.' )+ )

.m'.)'

R)* m.'

A'> K) ). :.' ?.'.

?)m' ' .'+**.' *

m# ) m') '%

R)* +.+ +)) +.)<

+ +&+.*), *). +.+%

E)'> M+. ')mm'+ '>, '

* )'>.+ *)'.:m'+mC) )+ ) .m'.)'%

--------

E*m) C

E)'>

M+. *C )'>.+

*)'.:m'+ mC)

'*), C @+ *)'.:m'+

mC) )%

--------

C90+IFIC0CIÓN F"40 DE /03YC*90+


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99

C90+IFIC0CIÓN F"40 DE /03YC*90+,*+0

MuyMuy

redondasredondasSin caras originalesSin caras originales

RedondasRedondas Casi sin carasCasi sin caras

SubSub

redondasredondasDesgaste considerable, carasDesgaste considerable, caras

de área reducidade área reducidaSub angularSub angular Algún desgaste, pero carasAlgún desgaste, pero caras

intactasintactasAngularAngular Pocas señales de desgastePocas señales de desgaste

DE3E4IN0CIÓN DE 90 /E+ENCI0 DE


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100

DE3E4IN0CIÓN DE 90 /E+ENCI0 DEI4/*E0+ "6ANIC0+

Este ensayo es aplicable s)lo a los 5ridos finos yconsiste en tratar una muestra de ensayo con unasoluci)n de (idr).ido de sodio y comparar lacoloraci)n obtenida con la coloraci)n de unasoluci)n tipo, de 5cido t5nico!

E0C3IP"+:• +oluci)n 03: +e debe preparar una soluci)n de 5cidot5nico al >%, esto se logra disol'iendo > g! de 5cidot5nico en una me-cla de K$ cm_ de agua destilada yH$ cm_ de alco(ol de K?%!

• +oluci)n 8+: +e debe preparar una soluci)n de(idr).ido de sodio al


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101

0(ora prepara lasoluci)n tipo de 5cidot5nico de ?$$ ppm,para ello se me-clanlas siguientescantidades: >!? cm_ de

soluci)n 03 con K!?cm_ de soluci)n 8+,estas se agitan y sedejan reposar por >

(oras!


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104

• En resumen, se debería tener una determinaci)n de larobuste- del material de acuerdo con las condicionesparticulares en ue se deber5 prestar ser'icio!

• 8ay incertidumbre en la interpretaci)n de los ensayosy en la necesidad misma de la robuste- estructural! 9apartícula actGa como parte de un conjunto, est5confinada, apoyada por el material 'ecino!

• Es difícil pronunciarse sobre si es m5s fa'orabledisponer de una partícula dura, altamente resistente,o una ue, siendo m5s blanda, colabora en forma m5sefecti'a por medio de una mejor ad(erencia ysimilitud de deformaci)n con el ambiente ue larodea! *na piedra ue se deforma igual ue el

mortero 'ecino, es un mejor repartidor de carga ypuede tener un resultado mejor ue el de una piedradura, ue (ace el papel de una cu7a sobre el mortero!

• Faury informa de la confecci)n de (ormigones de


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105

cemento con


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106

EN+01" DE DE+60+3E 9"+ 0N6E9E+EN+01" DE DE+60+3E 9"+ 0N6E9E+

• /ara determinar laresistencia al desgastede los 5ridos! Es untambor ue gira adeterminada rpm y

luego de un tiempo sesaca y se masa! /ordiferencia de masadasse obtiene la pérdidapor masada del material!

E+I+3ENCI0 4ECANIC0


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107

• E.isten muc(os métodos para llegar a determinarla, sinembargo no e.iste uno satisfactorio!

• +e sacan muestras cilíndricas desde las rocas de origen,se cortan en cubos de ? cm de arista y se ensayan a lacompresi)n! En los casos en ue e.iste muc(os orígenesde rocas, se sacan muc(as muestras y se ensayan!

• +e fabrica un (ormig)n con 5rido conocido de buenacalidad bien controlado a modo de patr)n y otro con lasmismas características, sal'o el 5rido! 0l tener ambos(ormigones la misma edad e iguales condiciones demaduraci)n, puede inferirse la resistencia mec5nica del5rido comparando la resistencia del (ormig)n!

• +e le e.ige a la roca c ≈ $$ a &$$ [gcm>! +i acaso la rocatiene c ≥ &$$ [gcm> no (ay moti'o de preocupaci)nporue la pasta difícilmente sobrepasa los $$ [gcm>!

esistencias típicas de diferentes tipos de roca


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108

p p

oca esistencia [gcm>

45rmol HH?$

0renisca H


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109

C"N3ENID" DE I4/*E0+

• /ara obtener (ormig)n de buena calidad (ay ue

emplear 5ridos de buena calidad física, peroadem5s es necesario ue sean uímicamenteinertes frente al cemento, agua y a la acci)n delambiente de ser'icio! 0l grano se ad(ieren

impure-as como sales, materias org5nicas,películas de aceite! Estas interfieren en elproceso normal de fraguado del cemento, puedenser solubles y dejar ouedades yo interferirfísicamente en el contacto 5ridoJcemento! Esta

interferecia física pro'iene generalmente decompuestos e.pansi'os yo impermeables!


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• 9as arcillas se pueden identificar claramente por su


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111

9as arcillas se pueden identificar claramente por sucolor o bien tomar arena, se apreta, si se pega en lamano contiene arcilla! 3ambién se puede

aprisionar entre los dedos de manera ue si nocruje contiene arcilla!• +e puede, en general determinar el % de finos por

la'ado y 'erificar ue sea Z ? %!• 3ambién se suele (acer el ensayo de Eui'alente de

arena, el ue permite obtener el % de arena realcontenido en la muestra, debe ser ^ &$%

• En general se rec(a-an las arenas ue contienenarcilla!

• En casos muy especiales se deja la arcilla p! ej!cuando tiene propiedades aglomerantes y (ay pococemento en el (ormig)n y no se ad(iere a losgranos de arena!

+al en los 5ridos+al en los 5ridos


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+al en los 5ridos+al en los 5ridos • El problema se concentra en los cloruros los ue atacan al

acero del (ormig)n armado, produciendo corrosi)nelectrouímica! 9apresencia de cloruro en el (ormig)nformaci)n de pilas ue establecen una diferencia depotencial permitiendo una circulaci)n de corriente ueproduce la o.idaci)n! +e produce ).ido de fierro y nocloruro de fierro!

• 9a película de ).ido ue rodea la barra de acero 'acreciendo, o sea, 'a aumentando su espesor produciendoun gran empuje a todo lo ue le rodea! +e puede determinarfacilmente si en una armadura (ay corrosi)n ya ue seobser'a manc(as ue 'an a lo largo de toda la disposici)n

de la armadura!

+09 = Cloruro de sodio = Na Cl+09 = Cloruro de sodio = Na Cl

• En muelles se corroe sobre la superficie del agua y nobajo el ni'el del agua Oajo el agua el (ormig)n esta


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bajo el ni'el del agua! Oajo el agua el (ormig)n estasaturado de ella, sobre el agua, sucede ue la ola dejasales cloruros y al e'aporarse el agua la

concentraci)n 'a aumentando lo ue causa mayorcorrosi)n!

• 9a camanc(aca lle'a sales con la (umedad y ladeposita en todas partes!

• El problema es serio y se debe entonces solucionar, porlo ue se recurre a la pre'enci)n! *na alternati'a,aunue de alto costo es emplear aceros ino.idables!

• El recubrimiento del (ormig)n es una buena alternati'a,para ello deber5 ser N" /""+"! Con ayuda de resinaso pinturas mejora el problema cortando la corrosi)n unalto % o al menos la controla por un buen tiempo,proporcionando mayor durabilidad y 'ida Gtil al(ormig)n y por lo tanto a la estructura!

H)m.>' m) NC 163 1%20 >/mH)m.>' +') 0%25 >/m

Aridos reacti'osAridos reacti'os


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Aridos reacti'osAridos reacti'os• /ueden (aber 5ridos inertes o reacti'os! 9os

5ridos reacti'os reaccionan con el cemento!• 9a acti'idad uímica del 5rido con los 5lcalis del

cemento produce, como manifestaci)n e.terna,dilataciones y agrietamientos del (ormig)n tales

ue producen rompimiento!• 9os 5ridos reacti'os m5s conocidos son entreotros el Ópalo sílice (idratada amorfa,peue7as cantidades de sílice opalina (anpro'ocado dilataciones e.cesi'as y relati'amenter5pidas! "tras son Clacedonia, Cristobalita, etc!

• /ara ue se produ-ca este fen)meno deben cumplirse


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p ptres condiciones\ Aridos especialmente reacti'os,

Cemento con e.ceso de 5lcalis, y *n ambiente c5lido y (Gmedo

• 9os 5lcalis del cemento @>" y Na>" se limitan, paraestos, casos a $,? o $,# %! Esto es, e.presado como

Na>"\ Na" $,#?& @>" Z $,# %! El 'alor $,#?& es larelaci)n entre los pesos moleculares de Na>" y @>"

• +e manifiesta en ue cierran las juntas de(ormigonado, se pandean elementos esbeltos, seatascan compuertas! 9a no alineaci)n de ejes puede

deberse a e.pansi)n de fundaciones!• +e pueden reconocer por ser grietas anc(as y poco

profundas!

• /uede pre'enirse un desastre\


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"bser'ando los (ormigones de obras de la -onaporue siempre (ay algo construído

Perificando un diagn)stico positi'o por un estudiopetrogr5fico

8acer un an5lisis de reacti'idad potencial, el ensayouímico acelera la reacci)n 5lcaliJ5rido, lo ue se lograaumentando la agresivi0a0 agresivi0a0 , la tem1eraturatem1eratura y la

sensiili0a0 0e oservacin@sensiili0a0 0e oservacin@ +e suele moler fino pues lareacci)n comien-a por la superficie del grano!

• +e (ace una comprobaci)n final por control dedeformaciones en un mortero confeccionado con5ridos en estudio y cementos ue posiblementese usar5n en la obra! Este estudio es de largaduraci)n, se (acen mediciones a # y H> meses!

+I6NIFIC0D" DE 9"+ E+*930D"+ DE 9"+ 0NA9I+I++I6NIFIC0D" DE 9"+ E+*930D"+ DE 9"+ 0NA9I+I+/0C3IC0D"+ 0 9"+ AID"+ /00 8"4I6ÓN/0C3IC0D"+ 0 9"+ AID"+ /00 8"4I6ÓN


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/0C3IC0D"+ 0 9"+ AID"+ /00 8"4I6ÓN/0C3IC0D"+ 0 9"+ AID"+ /00 8"4I6ÓN

El an5lisis ue se (ace a los 5ridos tiene dos

grandes objeti'os:a "btener par5metros para el dise7o de la me-cla yb Caracteri-ar el 5rido en estudio para el control de recepci)n

y el control para el uso!

'os 1arámetros necesarios 1ara'os 1arámetros necesarios 1ara El 0iseo 0e la mezclaNEl 0iseo 0e la mezclaN

E 6ranulometría

E 3ama7o m5.imo nominalE 0bsorci)nE Densidad aparenteE Densidad real

/or otro lado el 5rido uedacaracteri-ado por:


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caracteri-ado por:

'os 1arámetros necesarios 1ara'os 1arámetros necesarios 1araEl control 0e rece1cinNEl control 0e rece1cinN• 6ranulometría• 4aterial fino Z >$$ 0+34 $!$&$ mm NC(• Impure-as org5nicas• "tros ue se indiuen e.presamente en la

especificaci)n particular de la obra, conel fin de controlar:

/ropiedades críticas de un 5rido determinadas

por factores locales! /ropiedades reueridas para obtener (ormigones

de características especiales! /


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Ários - Renato Vargas ICH