Clase Agregados - hormigón

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Agregados para 
el Hormigón
Ing. Maria Carlino
Introducción
Agregados para el Hormigón
Alrededor del 70 al 80 % del volumen del hormigón convencional es ocupado por
agregados que consisten en materiales como arena, grava, roca triturada o escoria
siderúrgica.
Influye en propiedades como: estabilidad volumétrica, peso unitario, la resistencia al
medio ambiente, resistencia mecánica, propiedades térmicas y la textura de las
superficie.
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Piedra Partida
Canto rodado
Arena
Clasificación de los agregados
Se dan varias definiciones según 3 clasificaciones; por su procedencia, por su tamaño y 
por su gravedad especifica.
Por su procedencia
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Agregados Naturales: Formados por procesos geológicos. 
Agregados Artificiales: Proviene de un proceso de transformación de los 
agregados naturales.
Piedra Partida: resulta de la trituración artificial de la roca.
Escoria siderúrgica: residuo mineral no metálico, que consta
en esencia de silicatos y aluminosilicatos de calcio y otras
bases, y que se producen simultáneamente con la obtención
del hierro.
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Por su Tamaño
Agregados Gruesos: Agregado retenido
de modo predominante por el tamiz nº
4 (4.75 mm) denominado “Grava”, que
resulta de la desintegración y abrasión
natural de la roca o procede de la
trituración de esta.
Agregado Fino: Aquella porción de
agregado que pasa el tamiz nº 4
(4.75 mm) y es retenido de modo
predominante por el nº 200 (75 μm).
Se denomina “Arena”, que resulta de
la desintegración y abrasión natural
de la roca o procede de la trituración
de esta.
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Por su Gravedad especifica 
Ligeros Gs < 2,5 : Como la arcilla, piedra pómez y las cenizas, se utilizan para producir
hormigones aislantes, o estructurales ligeros (hormigones ligeros de 1350 a 1850
kg/m3).
Normales 2,5 < Gs < 2,75: Se usan en el hormigón de peso normal, de 2300 a 2500
kg/m3, incluyen arenas y gravas, roca triturada y escoria siderúrgica. Las rocas
trituradas de uso más común son el granito, basalto, arenisca, piedra caliza y cuarcita.
Pesados Gs > 2,75: utilizados para blindaje contra radiación y para contrapesos de
hormigones. Generalmente: Barita, Limonita, magnetita, Hematita, esferas de hierro,
etc. Producen hormigones de hasta 6900 kg/m3.
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Características de los agregado
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Características de los agregado
Forma, Textura y Granulometria
Forma 
Se prefieren las formas similares a la esfera, debiendo evitarse las partículas
lajosas o alargadas.
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Inversamente, el agregado
grueso bien redondeado que
tiende hacia las partículas
esférica, requerida menos
arena y tendrá mayor
trabajabilidad, pero tendrá
una menor trabazón.
Un agregado grueso
con muchos ángulos,
representara un mayor
números de vacíos,
exigirá una mayor
cantidad de arena para
dar lugar a un
hormigón trabajable,
pero tendrá una mayor
trabazón.
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Textura 
La clasificación de la textura superficial se basa en el grado de pulido o
aspereza de la partícula, también se define el tipo de aspereza. La textura superficial
depende de la dureza, tamaño del grano y características del poro del material original.
Influye en la adherencia pasta/agregado.
El caso de los cantos rodados,
donde su superficie es lisa, da
mejor trabajabilidad al hormigón
pero menor adherencia
pasta/agregado.
La piedra partida rugosa, muestra
mejor adherencia pero exige más
cantidad de agua para una
trabajabilidad equivalente.
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Granulometría
Es la distribución del tamaño de las partículas de agregado, que se determina
a través del análisis de los tamices. En Argentina se usan tamices cuyas aberturas varían
de 4,75 mm a 63 mm (IRAM 1627).
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La existencia de tamaños variados permite a las partículas chicas ubicarse en los
espacios que dejan las partículas más grandes, reduciendo la cantidad de vacíos a
llenar con pasta.
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El Análisis Granulométrico se realiza utilizando una serie normalizada de tamices.
Esta serie se caracteriza porque cada tamiz guarda una relación de 2 con la apertura
del tamiz de tamaño anterior. Esta relación representa en una escala logarítmica
permite realizar el grafico de una curva granulométrica en forma sencilla.
El CRISOC 201
Capitulo 3 indica el
rango de valores
dentro de los cuales
puede variar la curva
granulométrica de un
agregado fino y
grueso.
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Agregado Fino
₪ Granulometría entre curvas A y B.
₪ Fracción retenida entre dos 
tamices consecutivos < 45 % 
referido al total de la muestra.
₪ Modulo de finura entre 2.3 y 3.1 
₪ Para hormigones de resistencia < 
H-20, se puede emplearlas curvas 
A y C (excepto calzadas u otras 
estructuras de gran superficie 
expuesta).
₪ Variación del modulo de finura < 
0.20. 
Agregado Grueso
₪ Comprendido entre las curvas de limite inferior y limite superior. 
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ABC Sup. Inf.
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La granulométrica de los agregados para un hormigón debe ser la mas continua
posible, esto da una mejor trabajabilidad, bombeabilidad, además de mejorar otras
propiedades del hormigón. Una curva continua presenta todos los tamaños.
Una curva discontinua le faltan algunos elementos intermedios.
Densidad absoluta y densidad aparente
Se refiere la densidad absoluta como al volumen del material solido
excluyendo todos los poros (permeables e impermeables), y se define como la
relación del peso del cuerpo al peso de un volumen igual de agua destilada,
tomados ambos valores a una determinada temperatura.
La densidad aparente considera la roca con sus poros impermeables.
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Porosidad y absorción de los agregados
La porosidad está dada por la relación entre volúmenes de vacíos y el volumen
total de la muestra de roca.
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𝑃𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 % = 
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎 − 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎
La absorción de agua de los agregados se determina midiendo el aumento en
la masa de una muestra secada en horno, y sumergida después en agua durante
24 horas (habiendo quitado el agua de la superficie). La relación que existe
entre el aumento en masa con respecto a la masa de la muestra seca, expresada
en porcentaje, se llama absorción.
adherencia entre agregado y pasta - resistencia del hormigón a la congelación y 
deshielo - estabilidad química - resistencia a la abrasión. 
Contenido de humedad del agregado
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Seco (S): La humedad del agregado es eliminada
totalmente mediante secado en estufa a 105ºC hasta peso
constante. Los poros permeables se encuentran vacíos.
Este estado es típico de laboratorio.
Seco al aire (SA): No existe humedad superficial y los
poros permeables se encuentran parcialmente llenos de
agua. Este estado es el que se encuentra habitualmente en
la naturaleza.
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Saturado y superficie seca (SSS): No existe humedad 
superficial y los poros se encuentran llenos de agua. 
Estado de laboratorio.
Saturado y superficie húmeda (SSH): Existe una
película superficial de agua y los poros se encuentran
llenos de agua. Estado natural.
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La absorción total es el máximo peso de agua que la roca puede
absorber. Se determina sumergiendo en agua, durante 24 horas una
muestra, se la retira, se la seca superficialmente y se la peso. La
diferencia entre los pesos secos y saturados, referidos al peso seco da el
porcentaje de absorción.
𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 % = 
𝑃𝑠𝑠𝑠 − 𝑃𝑠
𝑃𝑠
 ∗ 100
𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜 % = 
𝑃𝑠𝑠𝑠 − 𝑃𝑠𝑎
𝑃𝑠𝑠𝑠
 ∗ 100
La absorción relativa es el peso de agua que la roca puede absorber
partiendo de su estado real de saturación. Su valor es la relación del
incremento de peso de la muestra al peso saturado y superficie seca.
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𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 % = 
𝑃 𝑠𝑠ℎ − 𝑃𝑠𝑠𝑠
𝑃𝑠𝑠𝑠
∗ 100
La humedad superficial es el agua en exceso que tiene la roca con respecto a su
estado saturado y superficie seca.
Por lo general, al dosificar un hormigón los agregados se
encuentran saturados con superficie seca. Si el agregado
estuviera seco, el mismo va a absorber el agua de la mezcla
hasta saturarse, y esta agua absorbida ya no estará disponible
para la mezcla.
Tal situación puede hallarseen un clima cálido y seco.
Parámetros del agregado
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Modulo de Finura
Se calcula sumando los porcentajes retenidos acumulados en los tamices estándar y
dividendo la suma entre 100.
Los tamices especificados
que deben usarse en La
determinación del módulo
de finura son: Nº 100, Nº
50, Nº30, Nº16, Nº8, Nº4,
3/8”, 3/4”, 1 ½”, 3” Y 6”.
Parámetros del agregado
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Tamaño máximo
Abertura del tamiz que permite el pase el 95% de la muestra.
Del CIRSOC 201 – Cap. 3, el tamaño máximo del agregado grueso debe ser menor que:
₪ 1/3 del espesor de la losa, o 1/5 de la menor dimensión lineal en cualquier otro 
elemento estructural.
₪ ¾ de la mínima separación libre horizontal o vertical entre dos barras contiguas de 
armadura, o entre grupos de barras paralelas en contacto directo que actúen como 
una unidad.
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Fig. Contenido de cemento y agua con relación al tamaño máximo del agregado de
hormigón y sin aire incluido. Se requiere menos cemento y agua en mezclas con
agregados gruesos grandes (Bureau of Reclamation 1981).
Características y ensayos de los agregados
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₪ Propiedades térmicas
₪ Resistencia 
₪ Dureza
₪ Tenacidad
₪ Durabilidad
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Propiedades térmicas
Existen 3 propiedades térmicas del agregado que pueden ser importantes para el
desempeño del hormigón: el coeficiente de expansión térmica, el calor específico y la
conductividad.
Mientras mayor sea el coeficiente del agregado, mayor será también el del hormigón.
Si los coeficientes de expansión térmica del agregado grueso y de la pasta de cemento
hidratada son muy diferentes, un gran cambio de temperatura puede introducir
movimientos diferenciales y una ruptura de adherencia entre las partículas del agregado y
la pasta de cemento que las rodea.
El coeficiente de expansión térmica se puede determinar por medio del dinamómetro
inventado por Verbeck y Hass, que se puede usar tanto con agregados gruesos como
finos.
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Resistencia
La resistencia de una roca depende principalmente de:
Los elementos constituyentes: 
₪ La composición mineralógica.
₪ La unión intergranular: este factor considera la energía de enlace entre los
diferentes minerales que constituyen los granos.
₪ La textura
₪ Grado de alteración: Durante el proceso evolutivo de la roca pueden
producirse alteración de tipo físicas, por ejemplo causadas por
deformaciones restringidas, o de tipo químico (reacciones). Esto producirá
modificaciones en las propiedades mecánicas.
₪ Conformación estructural: ciertos tipos de rocas presentan por su
constitución o por procesos geológicos, una constitución estratificada, en
función de la dirección de la solicitación presentara comportamientos
diferentes.
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Porosidad:
₪ Disminuye el área resistente.
₪ Provoca concentraciones de tensiones.
₪ Da lugar a la generación de presiones internas cuando el material se halla en
estado saturado.
Como en todos los materiales la resistencia disminuye a medida que 
aumenta la porosidad. 
Valoración de Resistencia
La valoración de la resistencia a compresión de las rocas bajo carga elástica se realiza
mediante ensayos de compresión sobre probetas cubicas o cilíndricas con dimensiones
normalizadas. Se las somete a una carga axial de compresión. El ensayo puede hacerse
en estado seco o saturado.
Las rocas que se emplean en agregados para el hormigón deberán tener una
resistencia mínima a compresión de 600 kg/cm2.
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Dureza
La capacidad de los materiales de oponerse a ser rayados y desgastados. Se relaciona
con los minerales que constituyen a la roca y con el grado de alteración de los mismos.
Desgaste 
El desgaste superficial resulta
significativo cuando la roca está expuesta al
tránsito como en el caso de los pavimentos.
Abrasión
El efecto de abrasión se produce cuando
las rocas se friccionan entre sí. Este proceso es de
importancia cuando se emplean rocas como
agregados para el hormigón.
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Valoración de la Dureza
Se puede utilizar un esclerómetro, que mide el rebote de una masa al chocar contra la
superficie.
También se puede realizar
el ensayo de abrasión en
la máquina de Dorry
(IRAM1539).
𝑊 = 20 −
𝑃𝑜 − 𝑝𝑓
3
> 18
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1) Método de Deval (IRAM 1527)
Consiste en colocar aproximadamente
5000 gr en 50 trozos de roca dentro de
un recipiente cilíndrico de acero de 35
cm de diámetro inclinado 30º respecto
al eje horizontal. Al girar el cilindro los
trozos de roca chocan entre si y contra
las paredes. Luego de 10000 vueltas a
30-33 rpm se extra la muestra, se lava
sobre el tamiz de 17 mm de abertura
(Nº12), se seca a peso constante. El
porcentaje de perdida se obtiene de la
siguiente manera: % 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 = 100 ∗ 
𝑃𝑖 − 𝑃𝑓
𝑃𝑖
La pérdida de peso debe ser menor al 2%. 
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1) Método de Desgaste de los Ángeles
Se colocan agregados de una
granulometría específica dentro de un
tambor cilíndrico montado
horizontalmente y con un entrepaño en
su interior. Se le añade una carga de
bolas de acero y se hace girar el tambor
determinadas revoluciones. Al caerse y
golpearse el agregado con las bolas de
acero se produce abrasión y desgaste
por frotación. Según sea la
granulometría de los agregados, las
normas indican peso de agregado, peso
y numero de bolas de acero y numero
de vueltas.
El CIRSOC da una perdida máxima 
aceptable de 40 % 
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Tenacidad
Esta propiedad se puede definir como la resistencia a la falla del material por impacto.
Valoración de la Tenacidad
La máquina que se emplea es la de Page. Se talla una probeta cilíndrica de 25 mm de
diámetro y altura, que se somete a la caída de un martillo de 2 kg desde altura
crecientes, comenzando desde 1 cm. Se toma como valor del ensayo la altura desde la
cual la probeta rompe. Es necesario que los agregados tengan un valor superior a 6 cm.
El ensayo debe realizarse según las normas IRAM 1538.
🔨
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Durabilidad
Es la propiedad que presentan los materiales de resistir las acciones del medio o
también como una cualidad del material a conservar sus propiedades con el transcurso
del tiempo.
La durabilidad de la roca depende de sus características (elementos componentes,
porosidad y permeabilidad) y del tipo de ambiente al que se halle expuesta.
Los principales mecanismos que provocan la alterabilidad de las rocas son:
1) Acciones física:
a) Temperaturas de congelación y deshielo.
b) Ciclos de humedecimiento y secado. 
i) Aguas con sales en disolución. 
ii) Aguas sin sales en disolución. 
2) Acciones químicas, acompañas o no de procesos físico – químicos.
a) Reacciones con los álcalis del cemento. 
b) Corrosión por atmosferas industriales (ataques ácidos).
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Congelación y Deshielo
Las rocas presentan una estructura con poros. Cuando la roca está en contacto con el
agua, la misma ingresa por la red capilar. Cuando la temperatura del material desciende
debajo de los 0ºC, el agua presente en los poros comienza a congelarse generándose
un aumento de volumen del orden del 10%. El incremento de volumen provoca
presiones internas que generan tensiones de tracción.
Ataque Físico 
El ensayo de resistencia a la congelación y deshielo
se realiza de acuerdo a la norma IRAM 1661. La
roca es sometida a ciclos normalizados de
congelación y deshielo. Se mide, en porcentaje, la
cantidad de material perdido por la presión interna
que se originó por el congelamiento del agua
absorbida.
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Ciclos de humedecimiento y secado
Aguas con sales en disolución 
Se introducen en la estructura porosa y luego se cristalizan cuando se produce el
secado por evaporación del agua. Cuando la solución se sobresatura se produce la
precipitación de cristales, los que al crecer e incrementar su volumen generan presiones
internas. Ciclos sucesivos de mojado y secado posibilitan el ingreso de nuevas sales,
favoreciendo el crecimiento de los cristales, hacen crecer la longitud de la fisura y
pueden conducir a la rotura del material.
Ataque Físico 
Aguas sin sales en disolución
Existen rocas que presentan minerales secundarios como por ejemplo las arcillas del
grupo de las momtmorillonita que se degradan exclusivamentepor el efecto del
mojado y secado.
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Reactividad Álcali – Agregado (RAA)
Es una reacción entre los constituyentes minerales activos de algunos agregados y los 
hidróxidos alcalinos de sodio y potasio en el concreto.
Ataque Químico
Reacción Álcali – Carbonato (RAC)
Agregados de calizas dolomíticas y los
álcalis del cemento. En condiciones de
humedad se forma un gel que está sujeto
a expansión de manera similar a las
arcillas, generando una expansión del
hormigón. El agrietamiento se desarrolla
dentro de estos contornos y conduce a
una red de grietas y una pérdida de
adherencia entre el agregado y la pasta
de cemento.
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Ataque Químico
Reacción Álcali – Sílice (RAS)
La reacción más común es la que ocurre
entre los componentes activos de la sílice
del agregado y los álcalis del cemento.
Se forma un gel de álcali-silicato, ya sea
en planos débiles o en poros del agregado
(donde está presente la sílice reactiva) o
en la superficie de las partículas de
agregado.
El gel absorbe el agua y aumenta su
volumen. Puesto que el gel está confinado
por la pasta de cemento circundante, se
presentan presiones internas que, en un
momento dado, causaran expansión,
agrietamiento y ruptura de la pasta de
cemento.
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Ataque Químico
La reacción álcali-sílice solo ocurre en presencia del agua. El secado total
del hormigón y la prevención del contacto futuro con agua es un medio efectivo de
detener la reacción.
La reacción álcali-sílice es muy lenta, y sus consecuencias pueden no
manifestarse sino hasta después de muchos años.
Síntomas visuales del Ras:
 Red de fisuras
 Juntas cerradas
 Desplazamiento relativo o
aparición de erupciones
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Ataque Químico
Control del RAS:
 Agregados no reactivos.
 Materiales cementantes suplementarios
y cementos mezclados (adicionados).
 Límite del contenido de álcalis.
 Aditivos a base de litio.
 El ablandamiento con caliza (reemplazo
aproximadamente 30 % del agregado
reactivo por caliza triturada).
Muchas Gracias!
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