marco teórico

7/18/2019 Marco Teórico

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I. MARCO TEÓRICO:

A. AGREGADO:

Se defne como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de

origen natural o artifcial cuyas dimensiones están comprendidasentre los límites fjados en la NTP 400.011.

Los agregados son la ase discontinua del concreto y son materiales

ue están em!e!idos en la pasta y ue ocupan apro"imadamente el

#$% del &olumen de la unidad c'!ica de concreto.

B. GRANULOMETRÍA

Los agregados fnos y gruesos seg'n la norma (ST) *+,,- NTP

400.0,#

/e!erán cumplir con las (/(*23NS esta!lecidas en la NTP

400.015- respecti&amente.

2ncrementar 1$% cuando se trata de agregado fno triturad-e"cepto cuando se usa para pa&imentos de alta resistencia.

Nota: Se permite el uso de agregados que no cumplan con las

gradaciones especifcadas, siempre y cuando existan estudios



califcados a satisacción de las partes, que aseguren que el material

producirá concretos con la calidad requerida.

(demás del tama6o má"imo tam!i7n es importante ue la cantidad

de granos de menor tama6o est7 !ien !alanceada en la composici8ntotal del agregado. Los agregados con alta de 7sos tama6os tienen

una mayor cantidad de espacios &acíos entre sus partículas y

puestos en el concreto reuerirán más cantidad de pasta. (demás-

en dic9os concretos la piedra tiende a separarse con mayor acilidad.

Para e&itar estas situaciones- la Norma esta!lece cur&as

granulom7tricas entre las ue de!e uedar comprendido el agregado

a usar en el concreto.

La granulometría de una !ase de agregados se defne como la

distri!uci8n del tama6o de sus partículas.

sta granulometría se determina 9aciendo pasar una muestra

representati&a de agregados por una serie de tamices ordenados-

por a!ertura- de mayor a menor.

Los tamices son !ásicamente unas mallas de a!erturas cuadradas-

ue se encuentran estandari:adas por la Norma T7cnica *olom!iana

; ,5.

La denominaci8n en unidades inglesas <tamices (ST)= se 9acía

seg'n el tama6o de la a!ertura en pulgadas para los tama6os

grandes y el n'mero de a!erturas por pulgada lineal para los

tama6os grandes y el numeral de a!erturas por pulgada lineal para

tamices menores de ,>? de pulgada.



La serie de tamices utili:ados para agregado grueso son@

,A- 5A- 1BA- 1A- CA- BA-,>?A- ; 4 y para agregado fno son ; 4- ; ?-

; 1D- ; ,0- ; $0- ; 100- ; 500.

La serie de tamices ue se emplean para clasifcar agrupados paraconcreto se 9a esta!lecido de manera ue la a!ertura de cualuier

tami: sea apro"imadamente la mitad de la a!ertura del tami:

inmediatamente superior- o sea- ue cumplan con la relaci8n 1 a 5.

La operaci8n de tami:ado de!e reali:arse de acuerdo con la Norma

T7cnica *olom!iana ; ## so!re una

cantidad de material seco.

l manejo de los tamices se puedelle&ar a ca!o a mano o mediante el

empleo de la máuina adecuada.

l tami:ado a mano se 9ace de tal

manera ue el material se

mantenga en mo&imiento circular

con una mano mientras se golpea con la otra- pero en ning'n caso

se de!e inducir con la mano el paso de una partícula a tra&7s del

tami:E ecomendando- ue los resultados del análisis en tami: secolouen en orma ta!ular.

Siguiendo la respecti&a recomendaci8n- en la columna 1 se indica la

serie de tamices utili:ada en orden descendente.

/espu7s de tami:ar la muestra como lo estipula la Norma T7cnica

*olom!iana ; ## se toma el material retenido en cada tami:- se

pesa- y cada &alor se coloca en la columna 5. *ada uno de estos

pesos retenidos se e"presa como porcentaje <retenido= del peso total

de la muestra.

Fórmula:

% RETENIDO = PESO DE MATERIAL RETENIDO EN

TAMIZ *100



PESO TOTAL DE LA MUESTRA

ste &alor de % retenido se coloca en la columna ,.

n la columna 4 se &an colocando los porcentajes retenidos

acumulados.

n la columna $ se registra el porcentaje acumulado ue pasa-

ue será simplemente la dierencia entre 100 y el porcentaje

retenido acumulado.

Fórmula:

% PASA = 100 – % RETENIDO ACUMULADO

Los resultados de un análisis granulom7trico tam!i7n se pueden

representar en orma gráfca y en tal caso se llaman cur&as

granulom7tricas.

stas gráfcas se representan por medio de dos ejes perpendiculares

entre sí- 9ori:ontal y &ertical- en donde las ordenadas representan el

porcentaje ue pasa y en el eje de las a!scisas la a!ertura del tami:

cuya escala puede ser aritm7tica- logarítmica o en algunos casosmi"tos.

Las cur&as granulom7tricas permiten &isuali:ar mejor la distri!uci8n

de tama6os dentro de una masa de agregados y permite conocer

además ue tan grueso o fno es.

n consecuencia 9ay actores ue se deri&an de un análisis

granulom7trico como son@

1) PARA AGREGADO FINO:

a. Módulo d F!"ura#MF)

l m8dulo de fnura es un parámetro ue se o!tiene de la

suma de los porcentajes retenidos acumulados de la serie



de tamices especifcados ue cumplan con la relaci8n 1@5

desde el tami: ; 100 en adelante 9asta el tama6o má"imo

presente y di&idido en 100 - para este cálculo no se incluyen

los tamices de 1A y BA.

MF = ∑% RETENIDO ACUMULADO MALLA Nº 100 100

Se considera ue el )F de una arena adecuada para

producir concreto de!e estar entre 5- ,- y ,-1 o- donde un

&alor menor ue 5-0 indica una arena fna 5-$ una arena de

fnura media y más de ,-0 una arena gruesa.

l agregado no de!erá retener más del 4$% en dos tamices

consecuti&os cualesuiera.

n general- es recomenda!le ue la granulometría se

encuentre dentro de los siguientes límites@ NTP 400.0,#

TABLA

)(LL( P3*NT(G HI P(S(,>?J 100NK4 $+100NK? ?0+100

NK1D $0+?$NK,0 5$+D0NK$0 10+,0

NK100 5+10l porcentaje indicado para las mallas NK$0 y NK100 podrá

ser reducido a $% y 0% respecti&amente- si el agregado es

empleado en concretos con aire incorporado ue contenga

más de 55$ Mgs. de cemento por metro c'!ico- o si se

emplea un aditi&o mineral para compensar la defciencia en

los porcentajes mencionados.

$) PARA AGREGADO GRUE%O



La granulometría seleccionada de!erá ser de preerencia

continua.

La granulometría seleccionada de!erá permitir o!tener la má"ima

densidad del concreto- con una adecuada tra!aja!ilidad y

consistencia en unci8n de las condiciones de colocaci8n de lame:cla.

La granulometría seleccionada no de!erá tener más del $% del

agregado retenido en la malla de 1 1>5J y no más del D% del

agregado ue pasa la malla de J.

Tama&o m'(!mo#TM) NTP 400.011ASTMC1!"

o Tama6o )á"imo seg'n NTP@ s el menor tami: por el ue se

pasa toda la muestra.

o Tama6o )á"imo seg'n (ST)@ stá dado por la a!ertura de

la malla inmediatamente superior a la ue retiene el 1$% o

más al cri!ar <tami:ar= por ella el agregado más grueso

Tama&o M'(!mo Nom!"al #TMN)

o Tama6o )á"imo Nominal seg'n NTP@ s auel ue

corresponde al menor tami: de la serie utili:ada ue

produce el primer retenido

) TIPO% DE GRANULOMETRÍA:

Gra"ulom*r+a Co"*!"ua:

Se puede o!ser&ar luego de un análisis granulom7trico- si la

masa de agrupados contiene todos los tama6os de grano-

desde el mayor 9asta el más peue6o- si así ocurre se tiene una

cur&a granulom7trica continua.

Gra"ulom*r+a D!,-o"*!"ua:

(l contrario de lo anterior- se tiene una granulometría

discontinua cuando 9ay ciertos tama6os de grano intermedios



ue altan o ue 9an sido reducidos a eliminados

artifcialmente.

Gra"ulom*r+a %m!-o"*!"ua:

*orresponde a un árido o suelo ue posee pocos tama6os

intermedios

Gra"ulom*r+a I"*rr!da:

*orresponde a un árido o suelo con e"ceso de tama6os

intermedios

/) IMPORTANCIA DE GRANULOMETRÍA:

Las me:clas de concreto producidas con una com!inaci8n de

agregados !ien gradados tienen a@

educir &acíos entre partículas.

educe el &olumen reuerido de pasta.

educe la demanda de agua y contenido de cemento.

educe el costo.

)ejorar la tra!aja!ilidad del concreto resco.

euerir operaciones de aca!ado mínimas.

*onsolidarse sin segregarse. )ejorar la resistencia y dura!ilidad.

0) AGREGADO GLOBAL@

La norma contiene un ap7ndice y a manera de inormaci8n

acerca de 9usos granulom7tricos considerados 8ptimos- para

los proporcionamientos de fnos y gruesos en el dise6o deme:clas- dentro de los cuales se pueden o!tener concretos

tra!aja!les y compactos.

sta inormaci8n tiene carácter de orientaci8n y en ning'n caso

es prescripti&a.



l agregado glo!al es auel material compuesto de agregado

fno y grueso- cuya granulometría cumple con los límites dados

en la siguiente ta!la@

O 2ncrementar a 10% para los fnos de roca triturada.

C. CONTENIDO DE AGUA EN LO% AGREGADO% #CONTENIDO DE

UMEDAD)#2):



Los agregados pueden tener alg'n grado de 9umedad lo cual estádirectamente relacionado con la porosidad de las partículas. Laporosidad depende a su &e: del tama6o de los poros- supermea!ilidad y la cantidad o &olumen total de poros.Las partículas de agregado pueden pasar por cuatro estados- loscuales se descri!en a continuaci8n@

• Totalmente seco@Se logra mediante un secado al 9orno a 110* 9asta ue losagregados tengan un peso constante. <eneralmente 54 9oras=.

• Parcialmente seco@ Se logra mediante e"posici8n al aire li!re.

• Saturado y Superfcialmente seco. <SSS=@ n un estado límite en el

ue los agregados tienen todos sus poros llenos de agua perosuperfcialmente se encuentran secos. ste estado s8lo se lograen el la!oratorio.

• Totalmente Q'medo@ Todos los agregados están llenos de agua yademás e"iste agua li!re superfcial.

La a!sorci8n y el contenido de 9umedad de los agregados de!endeterminarse de tal manera ue la proporci8n de agua en el concretopuedan controlarse y se puedan determinar los pesos corregidos delas muestras.

l contenido de 9umedad en los agregados se puede calcularmediante la utili:aci8n de la siguiente 8rmula@

/onde@

W ( )=Wmh

Wms x100

Rm9@ peso de la muestra 9umedad <%=

Rms@ peso de la muestra seca <g= R<%=@ contenido de 9umedad <g=

Tam!i7n e"iste la Qumedad Li!re donde esta se refere a la películasuperfcial de agua ue rodea el agregadoE la 9umedad li!re es iguala la dierencia entre la 9umedad total y la a!sorci8n del agregado-donde la 9umedad total es auella ue se defne como la cantidad



total ue posee un agregado. *uando la 9umedad li!re es positi&a sedice ue el agregado está aportando agua a la me:cla- para eldise6o de me:clas es importante sa!er esta propiedadE y cuando la9umedad es negati&a se dice ue el agregado está uitando agua ala me:cla.

D. PE%O 3OLUM4TRICO O UNITARIO DEL AGREGADO 5 3ACIO% DE

LO% AGREGADO%:

1. PE%O UNITARIO %UELTO DEL AGREGADO.

l recipiente de medida se llenacon una pala o cuc9ara 9astare!osar- descargando el agregadodesde una altura no mayor de $0mm <5A= por encima de la partesuperior del recipiente. lagregado so!rante se elimina conuna regla.

Se determina el peso delrecipiente de medida más sucontenido y el peso

del recipiente y se registran lospesos con una apro"imaci8n de 0-0$ Mg<0-1 l!=.

$. PE%O UNITARIO COMPACTADO DELAGREGADO.

l agregado de!e colocarse en el

recipiente- en tres

capas de igual &olumen apro"imadamente- 9asta colmarlo. *ada una de las capas se empareja con la mano y se

apisona con 5$ golpes de &arilla- distri!uidos uniormementeen cada capa- utili:ando el e"tremo semies7rico de la &arilla.

(l apisonar la primera capa- de!e e&itarse ue la



&arilla golpee el ondo del recipiente. (l apisonar las capassuperiores- se aplica la uer:a necesaria para ue la &arillasolamente atra&iese la respecti&a capa.

Ina &e: colmado el recipiente- se enrasa la superfciecon la &arilla- usándola como regla- y se determina el peso del

recipiente lleno- en Mg.

). FÓMULA% PARA LO% C6LCULO%.

P e s o I nit ar io.+ *alcular el peso unitario compactado o suelto-como

sigue@

) < + T=> <1=) < + T=OF <5=

donde@

) Peso Initario del agregado en Mg>m, <l!>p,= Peso del recipiente de medida más el agregado en Mg <l!= T Peso del recipiente de medida en Mg <l!= olumen de la medida en m, <p,=- y F Factor de la medida en m+, <p+,=

l peso unitario determinado por este m7todo de ensayo es paraagregado en la condici8n seco. Si se desea calcular el pesounitario en la condici8n saturado con superfcie seca <SSS=- utiliceel procedimiento descrito en este m7todo y en este caso calcule elpeso unitario SSS utili:ando la siguiente e"presi8n@

)SSS )U1 V <(>100=W <,= donde@ )SSS Peso Initario en la condici8n Saturado Superfcial Seco-

enMg>m,<l!>p,=E

y ( Porcentaje de a!sorci8n del agregado determinado deacuerdo con la

Norma NTP 400.051 8 NTP 400.055

/. CONTENIDO DE 3ACIO%.

*alcular el contenido de &acíos en el agregado utili:ando el pesounitario calculado seg'n- como sigue@



% &acíos 100U<S " R=+)W><S " R= <4= donde@ ) Peso Initario del agregado en Mg>m, <l!>p,= S Peso specífco de masa <!ase seca= determinado de acuerdocon la

norma NTP 400.055- y

R /ensidad del agua- ? Mg>m <D5-, l!>p,=

E. PE%O E%PECIFICO #GRA3EDAD E%PECIFICA) 5 AB%ORCION DE

LO% AGREGADO%

/efnici8n@Peso específco@ es un indicador de calidad- en cuanto ue los&alores ele&ados corresponden a materiales de !uencomportamiento- mientras ue el peso específco !ajogeneralmente corresponde a agregados a!sor!entes y d7!iles.(!sorci8n@ (umento en el peso de los agregados de!ido al aguaen los poros del material- pero sin incluir el agua ad9erida a lasuperfcie e"terior de las partículas- e"presado como unporcentaje del peso seco.

a= PS3 SP*2F2*3 /L ((/3 F2N3 <NTP 400.055=

P,o ,7-+8-o #d",!dad).9 s la relaci8n- a unatemperatura esta!le- de la más del mismo &olumen de aguadestilada- li!re de gas.P,o ,7-+8-o #d",!dad a7ar"*).9 s la relaci8n- a unatemperatura esta!le- de la masa en el aire de un &olumenunitario de material- a la masa en el aire de igual densidad de un&olumen de agua destilada li!re de gas. Si el material es uns8lido- el &olumen es auel de la porci8n impermea!le.P,o ,7-+8-o #d",!dad d ma,a).9 s la relaci8n- a unatemperatura esta!le- de la amasa en el aire de un &olumenunitario de material permea!le <incluyendo los poros permea!lese impermea!les- naturales del material= a la masa en el aire de lamisma densidad- de un &olumen igual de agua destilada li!re degas.P,o ,7-+8-o #d",!dad)d ma,a ,a*urado,u7r8-!alm"* ,-o).9s lo mismo ue peso específco demasa- e"cepto ue la masa incluye el agua en los porospermea!les.

!= PS3 SP*2F2*3 /L ((/3 IS3 <NTP 400.051=



n la relaci8n a una temperatura esta!le de la masa en el aire deun &olumen unitario de material- a la masa en el aire de igualdensidad de un &olumen igual de agua destilada li!re de gas.

c= (XS3*2YN /L ((/3 F2N3 <NTP 400.055=

La presente norma- esta!lece el m7todo de ensayo paradeterminar el porcentaje de a!sorci8n <despu7s de 54 9oras en elagua=.Podemos defnir la a!sorci8n- como la cantidad de agua a!sor!idapor el agregado sumergido en el agua durante 54 9oras. See"presa como un porcentaje del peso del material seco- ue escapa: de a!sor!er- de modo ue se encuentre el materialsaturado superfcialmente seco.

d= F3)IL(S P(( *ZL*IL3S

P(( L ((/3 F2N3@

Peso específco de masa <Pem=@

Pem= Wo

(V

−Va

)

x 100

/8nde@Pem@ Peso específco de masaRo@ Peso en el aire de la muestra secada en el 9orno-

gramos.@ olumen del rasco en cm,a@ Peso en gramos o &olumen en cm, de agua a6adida en

el rasco

Peso específco de masa saturado con superfcie seca<PeSSS=

PeSSS= 500

V −Va x100

Peso específco aparente <Pea=



Pea= (Wo)

(V −Va )−(500−Wo) x100

(!sorci8n <(!=

Ab=500−Wo

Wo x 100

P(( L ((/3 IS3@

A = Peso en el aire de la muestra seca en gramos

B = Peso en el aire de la muestra saturada con superficie seca, en

gramos.

C = Peso sumergido en agua de la muestra saturada, en gramos.

Se calculan los pesos específicos aparente, saturado con superficie seca y

nominal así como la absorción, por medio de las siguientes expresiones:

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