seminario místico

SEMINARIO DE TESIS

“ESTUDIO DE LA CALIDAD DE LOS MATERIALES DE LA

CANTERA 10 DE AGOSTO DEL RÍO CUMBAZA COMO

ELEMENTO CONSTITUYENTE DEL CONCRETO EN EL

DISTRITO DE TARAPOTO,PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE SAN

MARTÍN -PERÚ”

DOCENTE:

ING. EVERGISTO ALARCÓN ZAMORA

PRESENTADO POR:

GILTHER FLORES RUÍZ

TÍTULO :

“ESTUDIO DE LA CALIDAD DE LOS MATERIALES DE

LA CANTERA 10 DE AGOSTO DEL RÍO CUMBAZA COMO ELEMENTO

CONSTITUYENTE DEL CONCRETO EN EL DISTRITO DE TARAPOTO, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE SAN MARTIN-PERÚ”

AUTOR : GILTHER FLORES RUIZ

INDICE

PRESENTADO POR:

GILTHER FLORES RUÍZ

I) INTRODUCCIÓN1.1.- Generalidades1.2.- Exploración preliminar orientando la Investigación1.3 .- Aspectos Generales del Estudio

II) MARCO TEÓRICO

2.1.- Antecedentes, planteamiento, delimitación y formulación del problema. 2.2.- Objetivos: General y Específicos. 2.3.- Justificación de la Investigación. 2.4.- Delimitación de la Investigación. 2.5.- Marco Teórico

2.5.1.- Antecedentes de la Investigación. 2.5.2.- Marco Teórico. 2.5.3.- Marco Conceptual 2.5.4.- Marco Histórico

2.6.- Hipótesis a demostrar.

III) MATERIALES Y MÉTODOS3.1.- Materiales 3.1.1- Recursos Humanos 3.1.2- Recursos Materiales 3.1.3- Recursos de Equipos 3.1.4- Otros Recursos

3.2.- Metodología 3.2.1- Universo, Muestra y Población 3.2.2- Sistema de Variables 3.2.3- Diseño Experimental de la Investigación 3.2.4- Diseño de Instrumentos 3.2.5- Procesamiento de Información 3.2.6- Otros

IV) RESULTADOSV) ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOSVI) CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1.- Conclusiones6.1.-Recomendaciones

VII) BIBLIOGRAFÍAVIII) ANEXOS

I) INTRODUCCIÓN

1.1.- Generalidades

La explotación de las canteras para el uso en construcción en la región San Martín va de la mano con el aumento de obras ingenieriles, es así que el estudio de canteras es importante para conocer las características y propiedades de la que vamos a utilizar en nuestra obra, así pues en este trabajo estudiaremos la cantera del río Cumbaza como elemento constituyente del concreto para la construcción civil.

Es conocido que la industria extractiva de materiales de construcción (canteras) se realiza en un 100% a cielo abierto, por sistemas convencionales; estos materiales son empleados en la construcción de vías, caminos, ferrocarriles, edificios, viviendas, puentes, monumentos, generan buen número de empleos directos e indirectos, convirtiéndose en una de las principales fuentes de empleo en el país, vital para la economía nacional.

1.2.- Exploración preliminar orientando la Investigación

Para el desarrollo de la presente investigación, nos dirigimos a conocer el lugar donde se encuentra la cantera 10 de Agosto del río Cumbaza en el distrito de Tarapoto, para hacer un reconocimiento del lugar, posteriormente se realizarán los ensayos para desarrollar este informe.

1.3.- Aspectos Generales del Estudio.

Para la presente investigación se realizarán los siguientes ensayos de los agregados:

Análisis Granulométrico por tamizado Contenido de Humedad Límite Líquido y Límite Plástico Equivalente de Arena Partículas chatas y alargadas Caras fracturadas Durabilidad con Sulfato de Sodio Adherencia del Agregado Grueso Sales solubles Abrasión Proctor C.B.R.

De calidad de agregados

La máquina de los ángeles Equivalente de arena Durabilidad.

II) MARCO TEÓRICO

2.1.- Antecedentes, planteamiento, delimitación y formulación del problema.

2.1.1.- Antecedentes del Problema

En tiempos pasados la mezcla para el concreto se realizaba de una manera empírica, pues se pensaba que los agregados eran elementos inertes dentro del concreto, y que no intervenían directamente dentro de las reacciones químicas. Pero en la actualidad, con la tecnología moderna, se conoce que sus propiedades y características influyen directamente sobre las propiedades del concreto, puesto los agregados ocupan un porcentaje considerable de la mezcla.

Siendo así, elaborar un concreto de calidad requiere del conocimiento de sus componentes, para determinar los efectos y propiedades que aportarán a la mezcla de concreto. Este conocimiento se obtiene sometiendo a los componentes a diferentes Ensayos de Laboratorio, para luego realizar el análisis de resultados y llegar a una conclusión. Estos ensayos tienen un costo alto, el cual es poco considerado en cualquier presupuesto con fines constructivos ,y es por ello que muchas veces no se realizan, de lo que resulta una mezcla de baja calidad.

Eso ocurre con mucha frecuencia en la provincia de San Martín, especialmente en la ciudad de Tarapoto, y es así que el método de construcción que se utiliza sigue siendo muy básico y con falta de tecnificación.

Sin embargo, tener un conocimiento de los materiales y procesos constructivos podría resultar en construcciones más seguras y duraderas, lo que a largo plazo significaría un significativo ahorro.

2.1.2 .- Planteamiento del Problema

En los últimos años nuestra Provincia de San Martín ha manifestado un crecimiento comercial y demográfico por lo cual existe una necesidad constructiva mayor, con lo que se vuelve imperativo satisfacer esa necesidad con construcciones de calidad y duraderas.

La proximidad y accesibilidad de las cantera 10 de Agosto del Río Cumbaza, ha permitido que se practique en ellas, desde hace mucho tiempo , la explotación de materiales inertes , utilizados para las distintas obras ejecutadas en la Provincia.

En tal sentido, los agregados extraídos de dichas canteras juegan un rol importantísimo en la elaboración del concreto utilizado en las obras civiles de nuestra Provincia, pues se sabe que ocupan alrededor de las tres cuartas partes del volumen, y si estos son débiles, podrían limitar la resistencia del concreto. Por otra parte, son los elementos que proporcionan estabilidad volumétrica al concreto y durabilidad.

De acuerdo a lo expuesto anteriormente, el presente proyecto de investigación busca evaluar mediante ensayos de laboratorio las propiedades de los materiales extraídos de la

cantera 10 de Agosto del rio Cumbaza con la finalidad de determinar si son recomendables y aptos para contribuir positivamente a una buena mezcla de concreto.

2.1.3 .- Formulación del Problema

Considerando que existen pocos estudios que presenten alternativas de solución a lo planteado anteriormente, se presenta la siguiente interrogante: ¿La calidad del material extraído de las canteras del Rio Cumbaza es adecuada para la elaboración de un buen concreto para las edificaciones en la ciudad de Tarapoto?

2.1.4 .- Delimitación del Problema

El presente estudio de investigación se encuentra delimitado en un primer plano al contexto distrital, dentro del territorio geográfico de los distritos de Tarapoto, Morales y la Banda de Shilcayo, provincia de San Martin, Departamento de San Martín, República Constitucional del Perú.

Como segundo factor delimitador se quiere obtener las características físicas, mecánicas y la influencia en el diseño de mezcla para cada una de las canteras en estudio, ubicadas en la Provincia de San Martín, específicamente en la Ciudad de Tarapoto, Morales y Banda de Shilcayo.

Los resultados de la presente investigación nos ayudarán a comprender y hacer las recomendaciones necesarias para la elaboración de concreto con materiales de las canteras en estudio.

2.2.- Objetivos : General y Específicos.

2.2.1.-Objetivo General

Evaluar la calidad del material extraído de las cantera10 de Agosto del Río Cumbaza como elemento constituyente del concreto.

2.2.2.- Objetivos Específicos

Extraer una muestra de cada Cantera: Cantera 10 de Agosto.

Someter las muestras de agregados a diversos Ensayos en el Laboratorio de Suelos de la UNSM

Obtener los valores de las características mecánico-físicos.

Analizar los resultados y concluir si la calidad del material es la adecuada para su uso en la elaboración del concreto.

2.3.- Justificación de la Investigación.

Debido al crecimiento comercial y demográfico que atraviesa la Provincia de San Martín , existe una necesidad constructiva mayor, con lo que se vuelve imperativo satisfacer esa necesidad con construcciones de calidad y duraderas.

La proximidad y accesibilidad de las canteras del Río Cumbaza , ha permitido que se practique en ellas , desde hace mucho tiempo , la explotación de materiales inertes , utilizados para las distintas obras ejecutadas en la Provincia.

En tal sentido, los agregados extraídos de dichas canteras juegan un rol importantísimo en la elaboración del concreto utilizado en las obras civiles de nuestra Provincia, pues se sabe que ocupan alrededor de las tres cuartas partes del volumen , y si estos son débiles, podrían limitar la resistencia del concreto. Por otra parte, son los elementos que proporcionan estabilidad volumétrica al concreto y durabilidad.

Teóricamente el presente Proyecto de Investigación evaluará los agregados mediante los procedimientos de los Ensayos de Laboratorio, realizado a las canteras del Río Cumbaza, para la obtención de los valores de las características físicas y químicas de las mismas.

Los resultados permitirán tener mayor precisión en la proporción de materiales a utilizar según los estudios de los agregados de las canteras, lo cual tiene repercusión directa sobre el presupuesto de obras civiles , que será más accesible y preciso.

Al ser este Proyecto de Investigación de tipo experimental, los datos resultantes pueden constituirse en un informe de gran utilidad para Nuestra Provincia

2.4.- Delimitación de la Investigación.

El presente estudio de investigación se encuentra delimitado en un primer plano al contexto distrital, dentro del territorio geográfico de los distritos de Tarapoto, Morales y la Banda de Shilcayo, provincia de San Martin, Departamento de San Martín, República Constitucional del Perú.

Como segundo factor delimitador se quiere obtener las características físicas, mecánicas y la influencia en el diseño de mezcla para cada una de las canteras en estudio, ubicadas en la Provincia de San Martín, específicamente en la Ciudad de Tarapoto, Morales y Banda de Shilcayo.

Los resultados de la presente investigación nos ayudarán a comprender y hacer las recomendaciones necesarias para la elaboración de concreto con materiales de las canteras en estudio.

2.5.- Marco Teórico

2.5.1.- Antecedentes de la Investigación.

Esta investigación cuenta con antecedentes globales y parciales que pueden ser de utilidad para el desarrollo de la misma, los cuales son proyectos que se plantean para su ejecución como también para los procesos constructivos de los mismos.

Un estudio de Panduro Torres1, de la Universidad nacional de San Martín en al año 1995, denominado "Estudio de canteras y su uso en la construcción civil en la Región San Martín", proporciona información técnica referida a las características cualitativas y cuantitativas de los agregados de las canteras de la región San Martín. Entre sus conclusiones principales establece:

Los agregados de las canteras del Río Huallaga por su naturaleza tienen mayor resistencia al desgaste y al intemperismo siendo su distancia de recorrido mayor que los del río Mayo y estos a su vez Que los del Río Cumbaza.

En cuanto se refiere a agregados para concreto en la Ciudad de Tarapoto y la Región San Martín para las diferentes obras de construcción civil no se efectúan diseños de mezclas correspondientes, tampoco un control de calidad preparándose el concreto con proporciones en base a experiencias anteriores y no a diseños pre-establecidos, no alcanzado muchas veces la resistencia deseada.

Otro antecedente de estudio se denomina "Las mezclas de concreto y sus resultados en la ciudad de Tarapoto", elaborado por Pinchi Vásquez2 en el año 1997, concluye que:

Las propiedades físicas que presentan los agregados gruesos y finos provenientes de las canteras del río Cumbaza cumplen con las exigencias técnicas y normativas para el diseño de concretos de 175 kg/cm2 y 210 kg/cm2 según el ACl.

La resistencia a la compresión obtenido es un valor abstracto que no permite generar a la fecha un análisis comparativo de comportamiento entre lo que es el laboratorio y las obras civiles en esta parte del país.

Asimismo el estudio recomienda usar los agregados del Río Cumbaza para concretos hasta 210 kg/cm2, la proporción separada de: Cemento-Agregado fino-Agregado grueso-Agua y la dosificación de Cemento-Hormigón-Agua para concretos de f'c= 100 kg/cm2, previa verificación en el laboratorio.

1 Panduro Torre Keller , Estudio de canteras y su uso en la construcción civil en la región San Martín.– UNSM 2 Pinchi Vásquez Eduardo ,Las mezclas de concreto y sus resultados en la ciudad de Tarapoto – UNSM – Tarapoto

Finalmente se ha obtenido un estudio de José Luis Gonzáles García 3 en el año 2003 "Las mezclas de concreto y sus resultados en la Ciudad de Tarapoto utilizando el Método del Agregado Global y Módulo de Finura" que señala entre sus conclusiones:

La aplicación del Método del Agregado Global y Módulo de Finura para diseño de mezclas de concreto permite obtener resultados más satisfactorios en comparación con el método ACl.

La combinación granulométrica más adecuada de la arena del Río Cumbaza con la piedra del Río Huallaga teniendo en cuenta las propiedades en estado fresco y endurecido obtenidas son para un módulo de finura global = 5.48 (37% arena y 63% piedra).

En datos obtenidos de libros de tesis y/o estudios de investigación, de cada uno de los autores, canteras en forma subterránea. Para este estudio, cantera se define como el lugar geográfico de donde se extraen o explotan agregados pétreos para la industria de la construcción o para toda obra civil, utilizando diferentes procesos de extracción dependiendo del tipo y origen de los materiales, donde se puede presentar desde extracción con dragas en lechos de ríos hasta utilizar explosivos en laderas de montañas y Otro concepto más específico a tener en cuenta dentro del planteamiento del trabajo es el de agregados para construcción cámaras de explotación.

Otro concepto más específico a tener en cuenta dentro del planteamiento del trabajo es el de agregados para construcción.

2.5.2.- Marco Teórico.

2.5.2.1 .- CANTERAS

Perez Loayza 4 señala que cantera es “el término genérico que se utiliza para referirse a las explotaciones de rocas industriales y ornamentales; también es una explotación superficial a cielo abierto de una roca muy bien clasificada y cuantificada, a excepción de las calizas, carbón y metales, donde se refiere a la actividad minera que produce áridos: rajón, gravas, gravillas, arenas, etc., que abastecen las necesidades de la construcción; además donde se aplica la más variada tecnología que va desde el pico y la pala hasta la pólvora y maquinaria de diferente orden. Igualmente se refiere a las explotaciones a cielo abierto de materiales de construcción entre los cuales se incluyen las rocas industriales y ornamentales, gravas, gravillas, arenas y arcillas.” Es el lugar donde se extraen materiales de construcción, sea directamente o después de transformación, áridos para vías, o materiales para otras necesidades ingenieriles tales como enrocados, terraplenes y obras de contención. Excluyendo de esta clasificación la extracción de minerales propiamente

3 Gónzales García José , Las mezclas de concreto y sus resultados en la ciudad de Tarapoto, utilizando el método del agregado global módulo de finura– UNSM – Tarapoto4 Perez Loayza Héctor , Estudio Técnico de una Cantera de Agregados de Construcción – Universidad Nacional de Cajamarca - pag. 8

dichos. También se le llama cantera a un sitio de explotación de agregados que usualmente es a cielo abierto.

2.5.2.1.1 CLASIFICACIÓN DE LAS CANTERAS.

Se pueden clasificar :

2.5.2.1.2 Tipos de canteras.

Existen dos tipos fundamentales de canteras:

Canteras de formación de aluvión.- Llamadas también canteras fluviales, en las cuales los ríos como agentes naturales de erosión, transportan durante grandes recorridos las rocas aprovechando su energía cinética para depositarlas en zonas de menor potencialidad formando grandes depositos de estos materiales entre los cuales se encuentran desde cantos rodados y gravas hasta arena, limos y arcillas; la dinámica propia de las corrientes de agua permite que aparentemente estas canteras tengan ciclos de autoabastecimiento, lo cual implica una explotación económica, pero de gran afectación a los cuerpos de agua y a su dinámica natural. Dentro del entorno ambiental una cantera de aluvión tiene mayor aceptación en terrazas alejadas del área de influencia del cauce que directamente sobre él.

Canteras de peña.- Las cuales tienen su origen en la formación geológica de una zona determinada, donde pueden ser sedimentarias, ígneas o metamórficas; estas canteras por su condición estática, no presentan esa característica de autoabastecimiento lo cual las hace fuentes limitadas de materiales.

Estos dos tipos de canteras se diferencian básicamente en dos factores, los tipos de materiales que se explotan y los métodos de extracción empleados para obtenerlos. En las canteras de río, los materiales granulares que se encuentran son muy competentes en obras civiles, debido a que el continuo paso y transporte del agua desgasta los materiales quedando al final aquellos que tiene mayor dureza y ademas con caracteristicas

geometricas tipicas como sus aristas redondeadas. Estos materiales son extraídos con palas mecánicas y cargadores de las riberas y cauces de los rios.

Las canteras de peña, están ubicadas en formaciones rocosas, montañas, con materiales de menor dureza, generalmente, que los materiales de ríos debido a que no sufren ningún proceso de clasificación; sus características físicas dependen de la historia geológica de la región, permitiendo producir agregados susceptibles para su utilización industrial; estas canteras se explotan haciendo cortes o excavaciones en los depósitos.

2.5.2.1.3 Explotación de canteras sin uso de explosivos

Perez Loayza5 nos señala que “la técnica de explotación de roca sin hacer uso de explosivos, permite obtener fragmentos de geometría bien definida que son muy útiles como material ornamental”. La organización de las actividades de trabajo se basa sobre un esquema de producción continuo con la preparación de los tiempos de limpieza del macizo rocoso, corte, separación de bloques y evacuación. Los métodos de arranque de los bloques de roca sin utilizar explosivos, derivan de principios elementales para los cuales se han fabricado maquinarias o sistemas que reproducen en gran escala operaciones manual es sencillas como por ejemplo: excavación

2.5.2.1.4 Aspectos geometricos de las canteras

Perez Loayz6 agrega que “ La morfología que una cantera va desarrollando desde el comienzo de su actividad hasta el final está relacionada con numerosos factores: forma y dimensión del yacimiento, características estructurales y mecánicas de las rocas involucradas en la explotación, métodos de explotación, velocidad de arranque de la roca, características de los productos de la explotación, etc”. Cada uno de estos factores tiene que ver con una etapa de estudio que lleva al proyecto a la explotación de un yacimiento rocoso. Un proyecto de explotación de rocas ornamentales tiene las siguientes etapas de estudio:

> Prospección geológica> Estudio geomecánico de las formaciones geológicas> Elección del método de explotación> Elección de las medidas de arranque de las formaciones de cobertura y de las

mineralizadas.> Proyecto para la instalación de la planta de trituración y producción de áridos> Proyecto de la planta mineralúrgica y estudios de mercado

En función a las características morfológicas del terreno ,la explotación a cielo abierto puede realizarse de la siguiente manera:

> Frente único> Frente en anfiteatro con escalones

5 Perez Loyza Héctor, Estudio Técnico de una Cantera de Agregados de Construcción – Universidad Nacional de Cajamarca - pág. 256 IDEM, pág. 30

> Frente abierto con escalones> Exportación con descubrimiento

2.5.2.1.5. PRODUCTOS DE EXPLOTACIÓN DE UNA CANTERA

SILLARES O BLOQUES Son bloques de areniscas de gran tamaña utilizados para enchape y fachadas.

Son los agregados más gruesos que se utilizan para la preparación de concreto reforzados y conformación de bases en la construcción de vías. Se dividen en tres clases

TRITURADOS De primera: utilizados en concretos y bases de vías, diámetro aprox. 2.5 cm.

De segunda: utilizándose en concretos y bases de vías, diámetro aprox. 5 cm.

De tercera: utilizándose en la afirmación de pisos, diámetro aprox. 10 cm.

GRAVILLA Gruesa: diámetro 1.0-2.5 cm, se utiliza paraconformación de base y mezcla

asfáltica en vías y concretos. Mediana: diámetro 0.7-1.0 cm, de igual

utilización que la gruesa. Fina: diámetro 0.5 - 0.7 cm, se usa en

ornamentación de pisos y fachadas o para concretos y asfaltos.

PIEDRAS DE ENCHAPE Son rocas ornamentales, existen tres tipos, chapa, laja y esterilla

2.5.2.2 CONCRETO

Según el ICG7: “ El concreto es un material homogéneo , el cual está compuesto principalmente por la combinación del cemento, agua, y agregados fino y grueso.El concreto contiene un pequeño volumen de aire atrapado, y puede contener también aire intencionalmente mediante el empleo de un aditivo”

La selección de los diferentes materiales que componen la mezcla del concreto y de la proporción de cada uno de ellos debe ser siempre el resultado de un acuerdo razonable entre la economía y el cumplimiento de los requisitos que debe satisfacer el concreto al estado fresco y endurecido.

7 Instituto de la Construcción y Gerencia, Diseño de Mezclas , II Congreso Internacional de la Construcción, Capítulo 02.-Criterios Básicos en el Diseño : Introducción.

2.5.2.1- DISEÑO DE MEZCLA

Puede ser definida como el proceso de selección de los ingredientes más adecuados y de la combinación más conveniente y económica de los mismos, con la finalidad de obtener un producto que en el estado no endurecido tenga la trabajabilidad y consistencia adecuadas , y que endurecido cumpla con los requisitos establecidos por el diseñador o indicados en los planos y/o las especificaciones de obra.

2.5.2.2- MATERIALES

2.5.2.2.1.- CEMENTO

8Los cementos con que se lleva a cabo la elaboración del concreto son cementos hidráulicos, es decir, que fraguan y endurecen tanto en el agua como en el aire, el cemento que se utiliza en la fabricación del concreto se produce mediante la pulverización del Clinker y sulfatos de calcio en algunas de sus formas.

Por otro lado , el ICG9 señala que : ”El cemento empleado en la preparación del concreto deberá cumplir con los requisitos de las siguiente Normas:

a) Los cementos Portland normal tipo I , II, ó V respectivamente con las Normas ITINTEC 334-009 ; 334-038 ó 334-040 , o con la Norma ASTM C 150.

b) Los cementos Portland puzolánicas Tipo 1P y 1PM deberán cumplir con los requisitos de la Norma ITINTEC 334.044, o con la Norma C 594.”

2.5.2.2.2.- CANTERAS

La cantera 10 de agosto del río Cumbaza se ubica en la parte baja de la ciudad de Tarapoto, cerca al aeropuerto de Tarapoto, la cantera estudiada es la principal y más cercana fuente de agregado de la ciudad y cuenta con material abundante de características y propiedades que han sido aprovechadas hasta ahora sin algún estudio aún.

Para los casos en que fuere necesario, corresponde al Contratista la ubicación, exploración, muestreo y certificación de la calidad de las canteras de agregado disponibles.

El ICG 10 señala que “la selección de las canteras deberá incluir estudios del origen geológico, clasificación petrográfica y composición mineral del material como agregados , costo de operación, rendimiento en relación a la magnitud del proyecto y posibilidades de abastecimiento del volumen necesarios y facilidad de acceso a la cantera.”

2.5.2.2.3.- AGREGADOS

8 Apuntes de clase del Curso “ Tecnología del Concreto” , Ciclo 2011-II dictado por el Ing Celis Angulo Wilton, UNSM9 Instituto de la Construcción y Gerencia, Diseño de Mezclas , II Congreso Internacional de la Construcción, Capítulo 03.-Materiales.3.1.-Pág. 42 10 IDEM, pág. 43

Cottier11 también indica que los agregados son la parte mayoritaria en el concreto ocupan el 75% de su volumen y su influencia es de primer orden en el comportamiento del concreto tanto en su estado fresco como endurecido.

Comúnmente, se han considerado a los agregados como inertes en la definición del concreto. sin embargo la experiencia señala que la mayoría de los agregados son activos cuando se combinan con el cemento, agua y aditivos. Esta actividad puede involucrar cambios físicos, químicos o térmicos o combinación de los mismos.

Los agregados pueden limitar la resistencia del concreto pero más frecuentemente afectan la durabilidad y el comportamiento estructural del concreto.

Es de vital importancia considerar las características de los agregados para ser incluidos en el concreto .Las características de los agregados que influyen en el concreto se muestran en la Tabla 1.

11 Cottier Caviedes Juan Luis, Tecnología del Concreto, pág.56

2.5.2.1 FUNCIONES DEL AGREGADO

El agregado dentro del concreto cumple principalmente las siguientes funciones:

a) Como esqueleto o relleno adecuado para la pasta (cemento yagua), reduciendo el corriendo de pasta en el metro cúbico.

b) Proporciona una masa de partículas capaz de resistir las acciones mecánicas de desgaste o de intemperismo, que puedan actuar sobre el concreto,

c) Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento, de humedecimiento y secado o de calentamiento de la pasta

Los agregados finos son comúnmente identificados por un número denominado Módulode finura, que en general es más pequeño a medida que el agregado es

Tamaño Máximo

Corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra de agregado.

Tamaño Nominal Máximo

Corresponde al menor tamiz en el cual se produce el primer retenido.

Textura

Representa qué tan lisa o rugosa es la superficie del agregado. Es una característica ligada a la absorción, pues los agregados muy rugosos tienen mayor absorción que los lisos; además que producen concretos menos plásticos pues se incrementan la fricción entre partículas dificultando el desplazamiento de la masa

2.5.2.2.3.1.- FUNCIONES DEL AGREGADO

El agregado dentro del concreto cumple principalmente las siguientes funciones:

a) Como esqueleto o relleno adecuado para la pasta (cemento yagua), reduciendo el corriendo de pasta en el metro cúbico.

b) Proporciona una masa de partículas capaz de resistir las acciones mecánicas de desgaste o de intemperismo, que puedan actuar sobre el concreto,

c) Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento,de humedecimiento y secado o de calentamiento de la pasta

Los agregados finos son comúnmente identificados por un número denominado Módulo de finura, que en general es más pequeño a medida que el agregado es más fino. La función de los agregados en el concreto es la de crear un esqueleto rígido y estable lo que se logra uniéndolos con cemento yagua (pasta)

Cuando el concreto está fresco, la pasta también lubrica las partículas de agregado otorgándole cohesión y trabajabilidad a la mezcla. Para cumplir satisfactoriamente con estas funciones la pasta debe cubrir totalmente la superficie de los agregados.

Si se fractura una piedra, como se observa en la figura, se reducirá su tamaño y aparecerán nuevas superficies sin haberse modificado el peso total de piedra.

Por la misma razón, los agregados de menor tamaño tienen una mayor superficie para lubricar y demandarán mayor cantidad de pasta.

En consecuencia, para elaborar concreto es recomendable utilizar el mayor tamaño de agregado compatible con las características de la estructura.

La textura del material, dice que tan lisa o rugosa es la superficie del material es una característica ligada a la absorción pues agregados muy rugosos tienen mayor absorción que los lisos además que producen concretos menos plásticos.

2.5.2.2.3.2. PROCESO DE PRODUCCION

La producción de los agregados generalmente se realiza a cielo abierto y se suelen seguir las siguientes actividades:

Eliminación de las capas no explotables (rocas estériles, degradadas, alteradas, cubierta vegetal , etc)

Extracción de los materiales sin consolidar Explotación mixta

Extracción de materiales consolidados: suele utilizarse materiales explosivos para lograr la fragmentación de la roca los cuales son transportados después en fajas transportadoras.

Transporte a la planta de tratamiento: generalmente se trata que las canteras se encuentren lo más cerca posible a la obra de ser necesario el transporte puede ser: mediante fajas transportadoras o con camiones y/o dumpers.

Tratamiento de los agregados a fin de obtener los agregados con las características deseadas se pueden seguir las siguientes etapas.

El chancado trituración , para disminuir el tamaño de las partículas, empleando para ello equipos como chancadoras de mandíbula, percusión, giratorias, molinos de bolas u otros.

Intercalados entre la actividades de chancado se aparecen los equiposde clasificación que nos permitirán seleccionar las partículas de un material de acuerdo a sus tamaños separándolas entre las que pasan y las que no pasan

Muchas veces va ser necesario lavar el material para eliminar el exceso de finos que puede alterar la adherencia del material así como la resistencia principalmente.

Almacenamiento y envío.

2.5.2.2.3.3. PROPIEDADES DEL AGREGADO.

a) Densidad Depende de la gravedad específica de sus constituyentes sólidos como de la porosidad del material mismo. La densidad de los agregados es especialmente importante para los casos en que se busca diseñar concretos de bajo o alto peso unitario. Las bajas densidades indican también que el material es poroso y débil y de alta absorción.

b) PorosidadLa palabra porosidad viene de poro que significa espacio no ocupado por materia sólida en la partícula de agregado es una de las más importantes propiedades del influencia en las otras propiedades de éste, puede influir en la agregado por su estabilidad química, resistencia a la abrasión, resistencias mecánicas, gravedad específica, absorción y permeabilidad.

c) Peso UnitarioEs el resultado de dividir el peso de las partículas entre el volumen incluyendo los vacíos. El procedimiento para su determinación se encuentra normalizado en ASTM e 29 y NTP 400.017.Es un valor útil sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a volúmenes y viceversa. Por ejemplo para un agregado grueso pesos unitarios altos significan que quedan muy pocos huecos por llenar con arena y cemento.

d) Porcentaje de Vacíos

Es la medida de volumen expresado en porcentaje de los espacios entre las partículas de agregados, depende del acomodo de las partículas por lo que su valor es relativo como en el caso del peso unitario.

Se evalúa usando la siguiente expresión recomendada por ASTM e 29.

% vacíos=:. Sx W - P.U.C. xl 00 SxW

Dónde:s = Peso específico de masa.W = Densidad del agua.P.U.C. = Peso Unitario Compactado seco del agregado.

e) HumedadEs la cantidad de agua superficie retenida por la partícula, su influencia está en a mayor o menor de cantidad necesaria en la mezcla se expresa de la siguiente forma:

% humedad = Peso natural- Peso seco xlOO Peso seco

2.5.2.2.3.3.1. PROPIEDADES RESISTENTES

a) Resistencia

La resistencia de los agregados dependen de su composición textura y estructura y la resistencia del concreto no puede ser mayor que el de los agregados; si los granos de los agregados no están bien cementados unos a otros consecuentemente serán débiles. La resistencia al chancado o compresión del agregado deberá ser tal que permita la resistencia total de la matriz cementante.La norma británica establece un método para medir la resistencia a la compresión de los agregados utilizando cilindros de 25.4mm de diámetro y altura.

b) Tenacidad

Esta característica está asociada con la resistencia al impacto del material, está directamente relacionada con la flexión, angularidad y textura del material.

c) Dureza

Se define como dureza de un agregado a su resistencia a la erosión abrasión o en general al desgaste. La dureza de las partículas depende de sus constituyentes.Entre las rocas a emplear en concretos éstas deben ser resistentes a procesos de abrasión o erosión y pueden ser el cuarzo, la cuarcita, las rocas densas de origen volcánico y las rocas silicosas.

d) Módulo de Elasticidad

Es definido como el cambio de esfuerzos con respecto a la deformación elástica, considerándosele como una medida de la resistencia del material a las deformaciones.El valor del módulo de el alasticidad además Influye en el escurrimiento plástico y las contracciones que puedan presentarse.

2.5.2.2.3.3.2. PROPIEDADES TÉRMICAS

a) Coeficiente de expansión.Cuantifica la capacidad de aumento de dimensiones de los agregados en función de la temperatura, depende mucho de la composición y estructura interna de las rocas y varía significativamente entre los diversos tipos de roca.En los agregados secos es alrededor de un 10% mayor que en estado parcialmente saturado.Los valores oscilan normalmente entre 0.9 x 10 ~ a 8.9 x 10 -6 / "C.

b) Calor específico

Es la cantidad de calor necesaria para incrementar en un grado centígrado la temperatura no varía mucho en los diversos tipos de roca salvo en el caso de agregados muy ligeros y porosos

c) Conductividad Es la mayor o menor facilidad para conducir el calor. Está básicamente por la porosidad siendo su rango de variación relativamente estrecho.

d) Difusividad

Representa la velocidad con que se pueden producir cambios térmicos dentro de una masa. Se expresa como el cociente de dividir la conductividad entre el producto de calor especifico por la densidad.

2.5.2.2.3.3.3. PROPIEDADES QUÍMICAS

a) Reacción Alcali-Sílice

Los álcalis en el cemento están constituidos por el óxido de sodio y de potasio quienes en condiciones de temperatura y humedad pueden reaccionar con ciertos minerales, produciendo un gel expansivo.

Normalmente para que se produzca esta reacción es necesario contenidos de álcalis del orden del 0.60/0 temperaturas ambientes de 30°C y humedades relativas de 800/0 y un tiempo de 5 años para que se evidencie la reacción.

Existen pruebas de laboratorio para evaluar estas reacciones que se encuentran definidas en ASTM C227, ASTM C289, ASTM C-295 y que permiten obtener información para calificar la reactividad del agregado.

b) Reacción Alcali-carbonatos

Se produce por reacción de los carbonatos presentes en los agregados generando sustancias expansivas, en el Perú no existen evidencias de este tipo de reacción.Los procedimientos para la evaluación de esta característica se encuentran normalizados en ASTM C-586. El agregado grueso deberla estar graduado dentro de los límites.

Nota:

Se permite el uso de agregados que no cumplan con las gradaciones especificadas, siempre y cuando existan estudios calificados a satisfacción de las partes, que aseguren que el material producirá concretos con la calidad requerida.Además del tamaño máximo también es importante que la cantidad de granos menor tamaño esté bien balanceada en la composición total del agregado. Los agregados con falta de esos tamaños tienen una mayor cantidad de espacios vacíos entre sus partículas y puestos en el concreto requerirán más cantidad de pasta. Además, en dichos concretos la piedra tiende a separarse con mayor facilidad. Para evitar estas situaciones, la Norma

establece curvas granulométricas entre las que debe quedar comprendido el agregado a usar en el concreto.

b) Sustancias dañinas

Se prescribe también que las sustancias dañinas, no excederán los porcentajes máximos siguientes :

a) 3 % par concretos SU.jetos a abrasión y 5 % para los demás. Si se trata de arena proveniente de chanca o del material < #200 no es arcilla, los limites pueden subirse a 5 % y 7 %.

b). 0.5% cuando la apariencia del concreto es importante y 1% para el resto.2 % y 3 % para concreto arquitectónico en clima severo y moderado,30/0 para losas y pavimentos expuestos a humedecimiento, 5% en estructuras interiores y 10% en zapatas y columnas interiores.

c)0.5% en concreto al exterior, 1% en el resto.

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% en 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 interior al límite permisible, en cuyo caso el limite se calculara usando la fórmula: L= 1+ ((P)/ (IOO-P»(T-A), donde L es el nuevo límite.

c) Materia Orgánica

El agregado fino que no demuestre presencia nociva de materia orgánica cuando se determine conforme el ensayo colorimétrico de (Impurezas Orgánicas) de carácter cualitativo, se deberá considerar satisfactorio. Mientras que el agregado fino que no cumpla con el ensayo anterior, podrá ser usado si al determinarse impurezas orgánicas, la resistencia a compresión medida a los 7 días no es menor de 95%.

d) Requisitos Complementarios.

Los agregados que serán utilizados en concretos de f c=21 O Kg/cm- de resistencia de diseño y mayores, así como los utiJizados en pavimentos deberán cumplir además de los requisitos obligatorios, los siguientes :

e) El Indice de espesor

Índice de espesor del agregado grueso no será mayor de 50 en el caso de agregado natural de 3 S para grava triturada.

Es conocido que los agregados de forma plana, es decir con dos dimensiones preponderantes, originan concretos difícilmente trabajables y de baja compacidad. La norma establece una relación de límite entre el grosor (G) y el espesor (E).

f) Resistencia Mecánica

La resistencia mecánica del agregado, determinada conforme a la norma NTP correspondiente, será tal que los valores no excedan a los siguientes:

Tipo de Resistencia Mecánica % Máximo

Abrasión (Método de Jos Ángeles) 50

Impacto 30Tabla 6: % de Resistencia Mecánica.

La especificación de forma, nueva en nuestro medio, recoge los estudios realizados en Estados Unidos y en Europa (donde esta característica es normalizada), confrontando además la experiencia nacional.

g) Granulometría del agregado fino

Deberá corresponder a la gradación "C' de la tabla, se permitirá el uso de agregado que no cumpla con la gradación siempre y cuando existan estudios calificados a satisfacción de las partes que aseguren que el material producirá concreto de la calidad requerida

h) Inalterabilidad del Agregado (Durabilidad)

El agregado utilizado en concreto y sujeto a la acción de las heladas deberá cumplir además de los requisitos obligatorios, el requisito de resistencia a la desintegración, por medio de soluciones saturadas de sulfato de sodio o sulfato de magnesio.

Requisitos Opcionales:

El agregado utilizado en concreto sujeto permanentemente a la humedad o contacto con suelos húmedos. no deberá contener sustancias dañinas que reaccionen químicamente con los álcalis del cemento, por cuanto producen expansiones excesivas en el concreto.

En caso de estar presente tales sustanciales, el agregado puede ser utilizado con cementos que puedan tener menos del 0,60/0 de álcalis calculados como óxido de sodio (Na20 + 0,658 K20), con el añadido de un material que prevenga la expansión dañina debido a la reacción álcali-agregado.

La reacción álcali-agregado es un problema común en Estados Unidos, lo que ha originado importantes investigaciones al respecto. Sin embargo en nuestro país pocas veces se han registrado estos casos.

De presumirse la presencia de sales solubles en el agregado en especial al tratarse de lugares vecinos al mar, descargas de afluentes industriales, etc.

El agregado para concreto deberá cumplir con los siguientes límites admisibles expresados en porcentaje total en peso, referidos a resultados obtenidos en ambos agregados.

2.5.2.3. TIPOS DE AGREGADO

2.5.2.3.1 AGREGADO FINO

La mayoría de las especificaciones para concreto incluyen un requisito de calidad en el agregado fino para asegurar la calidad en el agregado fino para asegurar la calidad del concreto endurecido. Aunque la arena natural de baja calidad puede no causar deterioro en condiciones de congelamiento y descongelamiento en concreto con aire concluido, sí causa una importante variación en la contracción y la demanda de agua del mortero.

El agregado fino se emplea en el concreto para mejorar las propiedades de la mezcla plástica, facilitar el acabado, promover la uniformidad e impedir la segregación. Estas mejoras se logran, en gran parte, por la composición granulométrica, el tamaño, la forma y la textura de la superficie de las partículas.

Con excepción del agregado ligero, el agregado fino para concreto debe consistir en arena natural, arena manufacturada o una combinación de ambas.

2.5.2.3.1.1 TIPOS DE AGREGADO FINO

La ASTM (American Society for testing and Materials) define la arena natural como un material granular fino resultante de la desintegración natural de la roca, o de la trituración de arenisca quebradiza.

Arena manufacturada es el material fino resultante de la trituración y clasificación (por cribado u otros medios) de roca, grava o escoria de alto horno.

La arena debe pasar las pruebas estándar de consistencia, impurezas orgánicas y materiales deletéreos que pudieran reaccionar desfavorablemente con los álcalis del cemento; debe estar graduada dentro de límites especificados. Las mallas estándar para la granulometría del agregado fino tienen los números 4, 8, 16, 30,50 y 100.

2.5.2.3.1.2 REQUISITOS DE GRANULOMETRIA

En la tabla se muestra una prueba común para el agregado fino.

Tamaño de la Agregado Agregado Agregado Límites demalla retenido, g retenido que pasa, especificación, porcentaje

porcentaje porcentajeNo.4 0 0 100

80 14 86 207 36 64 320 56 44

95-100No. 8 80-100

No. 16 50-85No. 30 25-60No. 50 438 76 24 10-30

No. 100 533 93 7 2-10Charola 574

2.5.2.3.1.3 MODULO DE FINEZA

El MF (módulo de finura) es una indicación aproximadamente proporcional al tamaño promedio de las partículas del agregado en prueba; mientras más bajo es el módulo de finura, más fina es la arena. Cuando la arena se ajusta a las especificaciones de granulometría, el MF es una indicación confiable de su comportamiento. No obstante, no establece la diferencia entre un material de granulometría escalonada y un material ideal.

2.5.2.3.1.4 Problemas de la arena gruesa y soluciones

En muchas áreas es difícil obtener arena de composición granulométrica ideal. La arena gruesa cuyo MF sea superior a 3.00 es aceptable en mezclas estándar más pobres del concertó común es ásperas bajo la llana, causa segregación y deja desagradables huellas en los muros.

Cuando se dispone de arena fina de albañilería, se puede mezclar con la arena gruesa del concreto para reducir en gran medida ese problema. Cuando no se dispone de arena fina, al emplear un agente incluso de aire conjuntamente con un agente reductor de agua, introducidos en la mezcla, mejorará notablemente su aceptabilidad.

Al adquirir el agregado fino de fuentes aprobadas por dependencias estatales o locales, el comprador garantiza la calidad del material. Sin embargo, aun en ese caso es necesario obrar con precaución. La granulometría, el tamaño de la partícula, la forma y la textura de su superficie no están necesariamente aprobados. Es obligación del comprador asegurarse de estos requisitos importantes, para lograr un concreto de calidad.

La granulometría es de particular importancia. Una granulometría ideal ocuparía una posición numérica en el centro de los límites de especificación. Un agregado fino, por ejemplo, puede indicar un 84% al ser pasado por la malla No. 16 y el 25% al ser pasado por la malla No. 30. Aunque está dentro de los límites permitidos, tal agregado crearía una granulometría escalonada que daría por resultado un concreto insatisfactorio. Se segregaría con mayor facilidad, sangraría más profusamente y presentaría de acabado.

La naturaleza no nos legó un agregado fino granulado idealmente en ningún banco de arena. Se requiere prestar mucha atención a la fuente, siempre cambiante, del material y controlar cuidadosamente la calidad del producto terminando, para mantener una granulometría razonablemente consistente. Sin embargo, a pesar de las mejores intenciones del proveedor, puede haber ocasiones en que el agregado entregado al fabricante del concreto seas diferente.

Por lo tanto, es obligación del productor de concreto mantener un control de calidad, efectuando diariamente pruebas de granulometría del producto adquirido. Aun en condiciones normales, el MF está sujeto a variaciones menores. Por lo tanto, cuando se emplea la fórmula del MF para diseñar las mezclas de concreto, es necesario llevar un registro diario de las pruebas de arena para obtener un MF promedio que abarque un amplio periodo.

Aun cuando las mezclas de concreto que contienen un agregado fino grueso con un MF superior a 3.00 pueden producir un concreto aceptable en condiciones normales, frecuentemente presentan problemas cuando se les emplea para bombeo. La introducción de agentes inclusores de aire y fluidificantes bien puede ayudar a resolver temporalmente el problema, pero la solución final consiste en obtener agregado fino con un MF más bajo.

2.5.2.3.1.5 Pruebas de impurezas.

Es necesario que la arena este limpia para poder garantizar un concreto de calidad. La arena contiene impurezas tales como greda, arcilla, mica y materias orgánicas. No se debe utilizar arena que contenga más de un 3% de greda o arcillas.

Para garantizar el contenido de limo o greda, se puede utilizar un recipiente de 1 litro de capacidad. Se vierten unos 5 cm de arena seca en la jarra y se agrega agua hasta 3/4 partes de recipiente. Se tapa y se agita vigorosamente; se termina con un suave movimiento giratorio para nivelar la muestra.

El agua que quede sobre la muestra se verá sucia, enturbiada por las partículas finas en suspensión. Se deja reposar la muestra durante una noche. Gradualmente, esto finos se asentaran en la superficie de la muestra, formando una capa de material de color café claro, fácilmente distinguible del resto de la muestra. Si esta capa superior alcanza más de 3 mm, el uso de esta arena es objetable para elaborar concreto y se debe lavar minuciosamente antes de aceptarla.

Las materias orgánicas son aguas negras, materias vegetables, ácido tánico, estiércol y sustancias de esta naturaleza; no es adecuado que la arena contenga cantidades excesivas de cualquiera de estas sustancias.

Para la prueba de matrería orgánica, sea utiliza un frasco de vidrio transparente, de unos 355 ml de capacidad, que se puede conseguir en cualquier farmacia. Se llena la botella con la arena que se quiere probar hasta la marca de 130 ml; se agrega una solución al 3% de hidróxido de sodio en agua, hasta que el volumen de la arena y el liquido, indicado después de agitar, se de unos 200 ml (se puede preparar la solución caustica, agregando unos 30 gr de hidróxido de sodio a un litro de agua); se tapa bien el frasco, se agita vigorosamente y se deja reposar durante 24 horas. Si no contienen sustancias orgánicas, el líquido que quede sobre la muestra será transparente o casi transparente.

El líquido de color ligeramente pajizo es aceptable. Más allá de esta etapa, el líquido comienza a adoptar el color de té, de claro hasta obscuro. El tinte claro marca el límite aceptable para el empleo de la arena en prueba. Los tonos más obscuros indican porcentajes de materia orgánica superiores a los admisibles, por lo que esta arena no debe ser empleada para el concreto.

2.5.2.3.2. Agregado Grueso

Los tres agregados utilizados en mezclas estándar de concreto son:

1. Grava y grava triturada.2. Piedra triturada.3. Escoria de alto horno enfriada por aire.

2.5.2.3.2.1 Forma, tamaño y consistencia de las partículas.

La forma de las partículas y la textura de la superficie de los agregados incluyen en su comportamiento en el concreto. Los agregados cuyas partículas son planas o alargadas reducen la trabajabilidad. El concreto elaborado con dichos materiales requiere de un contenido de arena más elevado y más agua para determinado revenimiento. Ambos complementos, a su vez, exigen más cantidad del factor cemento para compensar el incremento en el área de la superficie de la arena agregada y el contenido más elevado de agua, si se quiere mantener la resistencia.

El factor de porosidad y absorción del agregado grueso es de gran importancia en áreas de congelamiento y deshielo. El agua se expande alrededor de un 9% al congelarse. Si las partículas del agregado absorben más agua de la que se estructura porosa puede alojar, la superficie del concreto se calaverea y puede ocasionar agrietamientos hasta fallas parciales.

Cuando no se dispone de un agregado de consistencia perfecta en el área de producción del concreto se convierte reducir el tamaño máximo del agregado. Evítense los tamaños mayores de 25 mm (1 pulgada); un agregado grueso de 19 mm (3/4 de pulgada) de granulometría es ideal. Sin embargo, un agregado bien graduado de 25 mm (1 pulgada) requiere menos cemento, arena y agua para un revenimiento y una resistencia determinados, que un material de 19 mm (3/4 de pulgada). Este factor debe tomarse en consideración al reducir el tamaño del agregado grueso.

Tanto la granulometría del agregado grueso como la de la arena son factores importantes en la trabajabilidad del concreto plástico y en la resistencia última de la masa endurecida. Aunque la resistencia, por si sola, no es una garantía de durabilidad en el concreto expuesto, un agregado grueso consistente con buena granulometría es una medida de seguridad. Es importante que el agregado sea resistente a la intemperie y que no exista una reacción desfavorable entre los minerales agregados y os componentes del cemento; cuando la hay, el concreto sufre desintegración parcial o total con el tiempo.

2.5.2.3.2.2. Requisitos de granulometría

Generalmente, los dos tamaños de agregado empelados en concreto premezclados son el No. 57 y el No. 67. Debe notarse que el rango de porcentajes permisibles que estos dos tamaños abarcan es bastante amplio: de un 25 a un60% del No. 57 pasa por la malla de 13 mm (1/2 pulgada) y de un 20 a un 55% del No. 67 pasa por la malla de 13 mm (3/8 de pulgada). Aunque un agregado aprobado pueda ajustarse al nivel máximo o mínimo d estas especificaciones, no garantiza un concreto bien trabajable, con la máxima resistencia requerida por un factor cemento determinado. La mitad del rango admisible podría parecerlo adecuado, pero la forma y el tamaño de la partícula del agregado pueden requerir un paso de material en mayor o menor porcentaje para lograr mejores resultados.

Los agregados provenientes de una fuente aprobada o de un fabricante de materiales con antecedentes de comprobada calidad, proporcionan una garantía razonable de su consistencia. No obstante, la granulometría del material o la forma y tamaño de la

partícula pueden variar de uno a otro proveedor. El tiempo y los elementos cambian la naturaleza de la mayoría de los bancos de arena y grava; el frente de ataque de la mayoría de los depósitos no es el mismo durante todo el año. Pero, con un buen control de calidad, el producto terminado se mantendrá razonablemente consistente.

2.5.2.3.2.3. Desviaciones

La mayoría de los proveedores pueden incurrir en desviaciones mínimas de las normas. Estas desviaciones de la granulometría generalmente no afectan ni seria,ni desfavorablemente a la mezcla de concreto. Sin embargo, es recomendable observar cuidadosamente el porcentaje de material que pasa por el tamiz de 10 mm (3/8 de pulgadas). Muchos albañiles prefieren este tamaño para el concreto y es el que se emplea en la construcción de caminos.

Cuando el productor de agregados tiene gran demanda de confitillo bien puede llevar a cabo una disminución de la cantidad de confitillo que fija la norma para concretos en que la composición granulométrica del material es grande.

Por el contrario, cuando la demanda es escasa, se puede añadir más confitillo del usual al producto suministrado al productor de concreto.

Cualquier cambio drástico, aun dentro de los límites de especificación, puede afectar la trabajabilidad, la bombeabilidad, el acabado y la resistencia del concreto. Es difícil saber cuándo se presentaran estos cambios, a menos que el productor del concreto efectué pruebas diarias de granulometría en su planta y conserve los registros.

La grava limpia no triturada y la piedra triturada de igual granulometría producirán resistencias iguales con el mismo factor de cementos. Sin embargo, los agregados triturados tienden a segregarse menos que los agregados redondeados cuando se apilan en forma de cono y cuando se sacan de la tolva de almacenamiento de la planta de concreto.

Por ideal que sea la granulometría del agregado grueso en la mina o cantera del fabricante, resulta casi imposible mantener dicha granulometría hasta que el material entre al camión que entrega el agregado y durante el trayecto hasta la planta de concreto hay alguna segregación mínima; cuando se descarga el agregado en la planta de concreto, sufre una segregación adicional. Cuando el espacio en la planta es limitado, el agregado es frecuentemente apilado en forma cónica, mediante la grúa, lo que causa una seria segregación, particularmente cuando dicho agregado es redondo y tienen un gran porcentaje de partículas grandes. De ser posibles, es mejor descargar los suministros de agregado grueso directamente en la tolva de recepción de la planta, sin considerar la forma o el tamaño del material. Aquí, el agregado sufre otra vez segregación conforme es extraído de la tolva y vaciado a la báscula inferior. El agregado no se nivela como lo haría el agua, sino que llega a formar un cono, lo cual provoca segregación. Una forma de ayudar a resolver el problema es mantener la tolva razonablemente llena. En vista de los hechos, es pertinente insistir en la conveniencia de adquirir el agregado con la mejor granulometría posible.

Si se consideran los problemas anteriores, es necesario obtener muestras para pruebas de la compuerta de descarga del fondo de la tolva de retención

situada arriba de la báscula. La muestra debe pesar por lo menos 11.5 kg (25 libras). Cuando exista alguna duda respecto a la primera prueba, practíquese triturada y 50% de esta grava, con excelentes resultados. Hace algunos años, un proveedor de concreto tenía dificultades para obtener piedra triturada con un porcentaje suficiente de material de 10 mm (3/8 de pulgada). Un fabricante local de grava tenia almacenado material de 19 mm (3/4 de pulgada), con un exceso e material de 10 mm (3/8 de pulgada). Se hicieron diseños de mezclas de aproximadamente 50% de piedra triturada y 50% de esta grava, con excelentes resultados.

2.2.2.3.3. Ensayo de calidad de los agregados12

2.2.2.3.3.1. La Máquina de los Ángeles

Esta es un aparato 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 deleje. 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:• Asegurar un cierre hermético que impida la pérdida del material y del polvo.• 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.• Tener un dispositivo de sujeción que asegure al mismo tiempo la fijación rígida de la tapa al tambor y su remoción fácil. Para determinar la dureza se utiliza un método indirecto cuyo procedimiento se encuentra descrito en las Normas de Ensayo de Materiales para los agregados gruesos, consiste básicamente en colocar una cantidad especificada de agregado dentro de la Máquina de los Ángeles. Se añade una carga de bolas de acero y se le aplica un número determinado de revoluciones.

TIPO NUMERO DE ESFERAS MASAS DE LAS ESFERAZA 12 5000−¿∓25¿

B 11 4584−¿+¿ 25¿ ¿

C 8 3330−¿+¿25¿ ¿

D 6 2500−¿+¿25¿ ¿

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.

Abrasion=[Pa−Pb ]Pa∗100

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

Determinar la granulometría en % retenidos de la muestra, a fin de elegir el método de acuerdo a los tamices que tiene el mayor porcentaje de retenidos. Prepara el material (5kg o 10kg) dependiendo si la muestra de agregados es mayor a 2” o menor a 2”

12 Tercer Laboratorio realizado el ciclo 2006-I para el curso de Mecanica de suelos aplicada a vias de Transporte. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA, Lima Peru

Material < 2” → ASTM C-131 (5 kg)Material > 2” → ASTM C-535 (10 kg)Revisar si la máquina de los ángeles está en buen estado, ya que si esta contiene residuos mayores a 2mm se requiere limpiarla; luego se coloca la muestra, luego colocar la muestra abrasiva, para finalmente hacer girar la máquina a 30-33 rpm, durante 500 revoluciones.Luego el material es retirado y tamizado por la malla # 12

ABRASION%=Pesoque pasa N ° 12P inicial

∗100

Contenido máximo de sulfato en el concreto.

Para proteger al acero de la corrosión en el concreto armado pretensado, los reglamentos estipulan un máximo de ión cloro como suma total de todos los componentes (agua, agregados y cementos). El código del ACI especifica el porcentaje, (en peso del cemento), del máximo ión de cloro como suma de todos los componentes: El equivalente de arena del agregado utilizado en concretos de f'c = 210 Kg/cm- de resistencia de diseño o mayores así como los utilizados en pavimentos de concreto deberá ser igual o mayor a 75. Para otros concretos" el equivalente de arena será igualo mayor 65.Este método es una opción con respecto al requisito del material más fino que pasa el tamiz N° 200, en especial cuando los muy finos no tienen carácter perjudicial.

El ensayo fue desarrollado por el Laboratorio de Caminos del Estado de California, tiene en la actualidad aplicación internacional. La prueba consiste en agitar cierta cantidad de arena en una probeta con una solución de lavado defloculante, dejando reposar la mezcla.

2.2.2.3.3.2. EQUIVALENTE DE ARENA

OBJETIVOS

•Para investigar la presencia de materiales finos o de apariencia arcillosa, que sean perjudiciales para los suelos y para los agregados pétreos.

FUNDAMENTO TEÓRICODebido a que una buena cimentación de un camino necesita la menor cantidad de finos posible, sobre todo de arcillas, que son los materiales que en contacto con el agua causan

un gran daño al pavimento, pues es necesario saber si la cantidad de finos que contienen los materiales que serán utilizados en la estructura del pavimento es la adecuada, por tal motivo se hizo necesario el plantear una manera fácil y rápida que nos arroje dichos resultados; sobre todo cuando se detectarán los bancos de materiales.

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO•Probeta (2)•Molde•Tapón•Cronometro•Embudo•Botellas de solución (Glicerina, Formaldehído, Agua destilada)

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

•Elaboración de un agente dispersante en base a formaldehído, glicerina y cloruro de calcio.

•Verter la solución en la probeta mediante un sifón.

•Verter la muestra con ayuda de un embudo, y dejar reposar por un periodo de 10 min.

•Luego de dejar reposar tapar la probeta e invertir cuidadosamente para proceder agitar la muestra por cualquier método de agitación que indica la norma.

2.2.2.3.3.3. DURABILIDAD

Es la propiedad que tiene un cuerpo o materia a la erosión química. Consiste que a la muestra (agregado) se lo someterá a un agente químico(sulfato de sodio o sulfato de magnesio) durante cinco ciclos para finalmente pesar el material final previo lavado y secado, para ver si el material cumple con las exigencias de la Norma o el expediente técnico de proyecto.

% desgaste = [ Pa– Pb] / Pa

OBJETIVOS

•Determinar la resistencia al hielo y deshielo que pueda tener un agregado.

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

Se realiza el análisis granulométrico por tamizado, calculando los porcentajes retenidos en cadauno de los tamices.Se procede separadamente para el agregado grueso y al fino.

PARA EL AGREGADO GRUESO

•La muestra se tamiza por la malla N° 4 y se trabaja con el material retenido en este tamiz.•El material lavado y seco se coloca en los recipientes por separado (los recipientes son preestablecidos para un agregado grueso).•Si el material comprendido entre los tamices es menor de 5% estas no intervienen en el ensayo. Su correspondiente pérdida será el promedio de la pérdida superior o inferior.•El material será sumergido en el sulfato de sodio por espacio de 16 a 18 horas cubriendo al agregado totalmente.•Retiran la muestra de la solución y secar en el horno a 110°C.•Colocar nuevamente solución hasta completar 5 ciclos.•Al término lavar la muestra hasta eliminar los sulfatos y secar a 110°C para verificar los pesos en los mismos tamices de ensayo.

% de perdidacorregida= Escalonadooriginal∗% pérdida100

Para la granulometría general Resultado =Σ% Pérdida corregida

PARA EL AGREGADO FINO

•La muestra se tamiza por la malla 3/8” y se trabaja con el material que pasa por este tamiz.•Se tamiza por las mallas N° 4, 8, 16, 30 y 50, pesando aproximadamente 120 a 150 gr de material comprendido entre los siguientes tamices:3/8” a N° 4 N° 4 aN° 8 N° 8 aN° 16 N° 16 aN° 30 N° 30 aN° 50

2.5.3.- Marco Conceptual

CANTERAS .- Las canteras son la fuente principal de materiales pétreos los cuales se constituyen en uno de los insumos fundamentales en el sector de la construcción de obras civiles, estructuras, vías, presas y embalses, entre otros.

CANTERAS FLUVIALES .- Donde los rÍos como agentes naturales de erosión, transportan durante grandes recorridos las rocas aprovechando su energía cinética para depositarlas en zonas de menor potencialidad formando grandes depósitos de estos materiales entre los cuales se encuentran desde cantos rodados y gravas hasta arena, limos y arcillas .

CANTERAS DE ROCA O DE PEÑA .- Canteras que tienen su origen en la formación geológica de una zona determinada.

ROCAS ÍGNEAS .- Materiales pétreos que se han formado mediante el enfriamiento y solidificación del magma, luego de haber sido éste arrojado a la superficie terrestre, o cristalizado a cierta profundidad en la corteza terrestre.

ROCAS SEDIMENTARIAS.- Materiales pétreos formados por erosión de rocasy substancias pre-existentes que se depositan mediante acumulación

mecánica.

ROCAS METAMÓRFICAS .- Rocas ígneas o sedimentarias que han sufrido recristianización en estado sólido ante elevadas presiones y temperaturas

AGREGADOS .- Conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011.

MÓDULO DE FINEZA .- Es una indicación aproximadamente proporcional al tamaño promedio de las partículas del agregado en prueba; mientras más bajo es el módulo de finura, más fina es la arena.

2.5.4.- Marco HistóricoA lo largo de la historia, y dependiendo de cada zona o región se han desarrollado diferentes formas y técnicas de utilización y extracción de materiales de canteras, así pues tenemos técnicas egipcias, técnicas romanas, técnicas norteamericanas, y técnicas modernas:

Las técnicas egipcias de canteraA lo largo de la mayor parte de la historia de la dinastía egipcia, que es cuando la mayor parte de la principal construcción ocurrió, el granito fue el material principal de construcción. El granito es una roca dura que se extrae directamente de la roca firme en lugares cercanos a los monumentos más grandes de Egipto. Los antiguos canteros egipcios realmente cortaban zanjas en todo el camino alrededor de los bloques de granito que

deseaban extraer, aislándolo de la roca firme. La roca se extraía de la roca firme con enormes palancas de madera.

Técnicas de cantera romanasUtilizando principalmente mano de obra esclava, los antiguos romanos extraían rocas a gran escala para construir los edificios y monumentos que esparcían en el imperio. Los romanos extraían una variedad de piedra diferentes, incluyendo mármol, que se utiliza para piezas de arte como esculturas y en la arquitectura real. Los romanos utilizaron martillos de cantera para aislar los bloques que querían y luego se utilizan cuñas de metal para hacer palanca y liberar de la roca firme.

Técnicas de cantera de los primeros americanosA comienzos de la Nueva Inglaterra colonial, una amplia variedad de roca se extrajo para la construcción masiva que arrasó la tierra. Rocas, como la pizarra, se minaron por equipos de trabajadores, que utilizaron la pólvora para estallar la roca de la pared en trozos o en hojas. Los mineros utilizaban llamados de cuerno para indicar cuando iba a ocurrir una explosión y usaban zapatos con suela de cobre para reducir la posibilidad de lograr una chispa.

Las técnicas modernas de canteraLas canteras más modernas deshacen el suelo o la ladera de la montaña para llegar a la roca dura que está debajo. La roca dura es quebrada en un "banco" de patrones, lo que significa que se rompe en capas que se puede regresar año tras año para más excavaciones. Con cada banco posterior, la mina se hace más profunda en el centro, con bancos escalonados que alcanza hasta la superficie. Muchas canteras modernas también producen agregados, o pequeños trozos de roca que se utilizan en una variedad de proyectos de construcción, al demoler las piedras grandes en trozos pequeños.

2.6.- Hipótesis a demostrar

Para el desarrollo de la presente investigación nos plantearemos la siguiente hipótesis: “

Los materiales extraídos de las Canteras del Río Cumbaza alcanzan la calidad para la

elaboración de un buen concreto ”

3) MATERIALES Y MÉTODOS

3.1.- Materiales 3.1.1- Recursos Humanos

a) Autor del Proyecto

b) Asesor Metodológico

c) Personal de Campo

d) Personal de Gabinete de Suelos

3.1.2- Recursos Materiales

a) Material de Estudio

Agregados de las distintas Canteras en estudio

b) Material de Escritorio Cámara Fotográfica 3 Computadoras personales e impresora 3 Memorias USB DE 8 Gigas cada uno Papel ( Bond A4 de gr. Y A2 de 75 gr. ) Libretas de apuntes y lapiceros. Bibliografía

3.1.3- Recursos de Equipos Equipos Topográficos Equipo de del Laboratorio de Suelos

3.1.4- Otros Recursos

Gastos generados por el presente Proyecto de Investigación Obtención del Agregado Traslado del Agregado Ensayos de laboratorio de Suelos

3.2.- Metodología

3.2.1- Universo, Muestra y Población

Universo .- Todos las canteras de agregados en general .

Muestra .- Está conformada por la cantera 10 de Agosto, en el distrito de Tarapoto dentro de la jurisdicción de la provincia de San Martín, de las cuales se ha seleccionado una muestra estratificada teniendo en cuenta las zonas de ubicación y la calidad óptima de los agregados más usados en obras civiles dentro de la provincia.

3.2.2- Sistema de Variables

3.2.2.1.-Variable Independiente Características de los materiales extraídos de la cantera 10 de Agosto

3.2.2.2.-Variable Dependiente Resistencia del concreto

3.2.2.3.-Variable Interviniente Valores de las características físicas y químicas de los agregados

3.2.3- Diseño Experimental de la Investigación

La presente investigación se realizará en gabinete y en laboratorio. El diseño de investigación experimental es el siguiente:

X :Situación de la investigación en la fase de estudio.

Y : Resultados de la investigación con información precisa que formula la propuesta.

3.2.4- Diseño de Instrumentos

3.2.4.1 .- Instrumentos bibliográficos.

Se hará de los libros y revistas que traten del tema en forma general y también de aquellos textos y revistas que tocan el tema en forma puntual.

3.2.4.2.- Instrumentos de laboratorio

Se hará uso de los Equipos de Laboratorio de Suelos de la Universidad Nacional de San Martín.

3.2.5- Procesamiento de Información

Luego del trabajo de extracción de las muestras de los agregados , en los ensayos de laboratorio se realizarán los siguientes análisis:

Análisis Cuantitativo .- En la determinación de valores de propiedades de los agregados , los mismos que merecerán un consolidado estadístico comparativo.

Análisis Cualitativo .- Los resultados estadísticos merecerán una evaluación crítica de los resultados obtenidos , que cualifique las condiciones de las canteras , es función al uso recomendado de sus agregados

3.2.6- Presentación de Datos

Los resultados de los ensayos de laboratorio se presentarán ordenados adecuadamente y en cuadros de resúmenes para dar mayor claridad a la interpretación de la investigación, para así de esta manera validar la hipótesis.

Antes Después

X Y

IV) RESULTADOSV)ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOSLos valores obtenidos se ordenarán adecuadamente para poder formular el documento final.

VI) CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES6.1.- Conclusiones6.1.-Recomendaciones

VI) BIBLIOGRAFÍA

PANDURO TORRES , Keller ,” Estudio de canteras y su uso en la construcción civil en la región San Martín”– UNSM

PINCHI VÁSQUEZ , Eduardo , “Las mezclas de concreto y sus resultados en la ciudad de Tarapoto ”– UNSM

GÓNZALES GARCÍA , José , “Las mezclas de concreto y sus resultados en la ciudad de Tarapoto, utilizando el método del agregado global módulo de finura” – UNSM – Tarapoto

PEREZ LOAYZA Héctor , “Estudio Técnico de una Cantera de Agregados de Construcción” – Universidad Nacional de Cajamarca

INSTITUTO DE LA CONSTRUCCIÓN Y GERENCIA, Diseño de Mezclas , II Congreso Internacional de la Construcción

Apuntes de clase del Curso de “ Tecnología del Concreto”, Ciclo 2011- II , dictado por el Ing Celis Angulo Wilton, UNSM.

COTTIER CAVIEDES Juan Luis, Tecnología del Concreto

Linkografía

http://es.scribd.com/doc/7539254/Laboratorio-N3ENSAYO-DE-CALIDAD-DE-LOS- AGREGADOS

http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/7321/Capitulo4.pdf