AGREGADOS - Construcción de hormigón

Vista previa del material en texto

1 
AGREGADOS PARA HORMIGÓN 
INTRODUCCIÓN 
Los agregados que entran en la composición del hormigón son materiales granulares con 
tamaño comprendido entre 0 y 150 mm, de naturaleza inorgánica, alguna vez orgánica, y 
de procedencia natural o artificial que contribuyen a la estabilidad de volumen, resistencia 
y economía de los morteros y hormigones. 
Aunque no toman parte en el fraguado y endurecimiento del hormigón, los áridos 
desempeñan un papel económico y técnico muy importante en las características de este 
material. Ocupan aproximadamente entre el 70 y el 80 % del volumen del hormigón, 
siendo el resto la pasta de cemento que rellena los huecos existentes entre ellos y que 
crea una capa que envolviendo a los gránulos los mantiene unidos. 
Al ser de menor costo que la pasta de cemento se desprende que cuanto mayor sea el 
peso de los mismos más económico será el hormigón, pero la misión de los agregados no 
se limita a ser un material de relleno barato, sino que también ejercen una influencia muy 
positiva en las resistencias mecánica, retracción, fluencia, abrasión e incluso durabilidad 
de hormigón. 
NATURALEZA Y PROCEDENCIA DE LOS AGREGADOS 
Los agregados pueden ser materiales granulares naturales rodados o procedentes de 
trituración o, bien artificiales que reúnan, en igual o superior grado las características de 
resistencia y durabilidad exigidas al hormigón o al mortero. Deben elegirse de acuerdo con 
su naturaleza, resistencia, forma, absorción de agua, Granulometría, durabilidad, etc.; sin 
embargo, muchas veces hay que contentarse con los agregados disponibles en el lugar 
donde radica la obra o en sus proximidades. 
Muchas de sus propiedades dependen de las rocas de las que proceden, como ocurre con 
su composición química, estructura petrográfica, resistencia, dureza, densidad, 
compacidad, color, etc.; otras propiedades, por el contrario, van a ser consecuencia del 
proceso de formación del agregado como ocurre con su tamaño, forma, textura superficial, 
absorción, etc. Todas estas propiedades van a tener una influencia muy marcada en las 
características del hormigón, tanto en estado fresco como endurecido. 
Los agregados empleados en morteros y hormigones no deben ser activos frente a los 
componentes del cemento o frente a los agentes externos: aire, agua, hielo, etc. 
Los agregados friables y quebradizos no son adecuados ya que dan lugar a hormigones 
débiles. De igual forma, no deben usarse agregados procedentes de calizas blandas, 
feldespatos, yesos o rocas excesivamente porosas. 
2 
FORMA, TEXTURA Y GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS 
Los agregados constituyen el 70 - 80% del volumen del Hormigón y sus características de 
forma, textura y granulometría influyen significativamente en las propiedades del mismo. 
Forma: se prefieren las formas similares a la esfera o poliédricas, debiendo evitarse las 
partículas lajosas o alargadas. 
Textura: influye en la adherencia pasta - agregado. La piedra partida, rugosa, muestra 
mejor adherencia pero exige más cantidad de agua para una trabajabilidad equivalente, 
por lo que los efectos se compensan aproximadamente. 
Distribución por tamaños o granulometría: 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 por la pasta. El aumento en el tamaño máximo 
también conduce a reducir la demanda de agua, conduciendo a mezclas más económicas. 
El análisis granulométrico de un agregado determinado, grueso o fino, se realiza utilizando 
la serie normal de tamices. 
Esta serie se caracteriza porque cada tamiz guarda una relación de 2 con la apertura del 
tamiz de tamaño anterior. 
O sea: Tn+1= 2 Tn 
donde Tn y Tn+1 corresponden a la abertura de la malla de dos tamices consecutivos 
3 
Esta relación representada en escala logarítmica permite realizar el gráfico de una curva 
granulométrica en forma sencilla ya que: 
log Tn+1= log2 + log Tn y log Tn+1 - log Tn = log2 = constante 
La granulometría de los agregados para un Hormigón debe ser lo más continua posible. 
El CIRSOC 201 indica el rango de valores dentro de los cuales puede variar la curva 
granulométrica de un agregado de la siguiente forma: 
 Arido fino 
 Granulometría entre curvas A y B 
 Fracción < 45% 
 Modulo de finura entre 2,3 y 3,1 
 Para hormigones tipo H-I, pueden ser curvas B y C (excepto calzadas u otras 
estructuras de gran superficie expuesta) 
 Variación de modulo de finura < 0,20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
GRANULOMETRÍA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,07 0,15 0,30 0,60 1,18 2,36 4,75 9,5 19 38 75 150
Abertura de malla tamiz IRAM
mm
%
 q
ue
 p
as
a
A
B
C
Lim. Inf.
Lim. Sup.
Abertura de la malla de tamiz Porcentaje que pasa acumulado 
mm Arena Grueso 37,5-4,75 
 A B C Lim. Inf. Lim. Sup. 
0,07 0 0 0 
0,15 2 10 10 
0,30 10 30 50 
0,60 25 60 95 
1,18 50 85 100 
2,36 80 100 
4,75 95 0 5 
9,5 100 10 30 
19 35 70 
38 95 100 
75 100 
150 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
En la tabla siguiente se muestra el resultado del análisis granulométrico de un agregado 
fino y la determinación del Módulo de finura que es uno de los parámetros más 
importantes para su caracterización. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Otro de los parámetros importantes para caracterizar un agregado, en este caso un 
agregado grueso, es el Tamaño máximo que está determinado por la abertura del tamiz 
que permite que pase el 95% de una determinada muestra. La determinación de este valor 
está vinculada a la menor sección estructural y a la menor distancia entre armaduras. En 
el siguiente dibujo se observa esquemáticamente la influencia del tamaño máximo en el 
Hormigón de una pieza estructural. 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS COMPONENTES DE LOS AGREGADOS (Análisis 
petrográfico IRAM 1649) 
Las rocas que componen los agregados se clasifican por su origen en tres grupos, ígneas, 
sedimentarias y metamórficas, y de acuerdo a su composición mineralógica y química 
como se indica a continuación: 
7 
Rocas ígneas 
Se formaron por el enfriamiento del magma (materia roca fundida) por debajo, por encima o próximo a la 
superficie terrestre. El grado de cristalización y el tamaño del grano de rocas ígneas, en consecuencia, varía 
con la velocidad a la cual el magma fue enfriado en el momento de la formación de la roca. Se puede notar 
que el tamaño de grano tiene un efecto significativo sobre las características de la roca. Existen rocas de 
igual composición química, pero con diferente tamaño de grano presentando un comportamiento distinto 
bajo iguales condiciones de exposición. El magma a mayor profundidad se enfrió a una velocidad de 
exposición lenta y formó minerales completamente cristalinos con granos gruesos (> 5 mm). Este tipo de 
rocas son denominadas intrusivas o plutónicas. Por su mayor velocidad de enfriamiento las rocas formadas 
cerca de la superficie, contienen minerales con cristales más pequeños, son de granos finos (1 a 5 mm), y 
pueden contener algo de vidrio. Son llamadas intrusivas poco profundas o Ipebisales. El magma enfriado 
rápidamente como en el caso de las erupciones volcánicas, contiene mayormente materia vítrea o no 
cristalina. EI vidrio puede ser denso (lava apagada) o celular (pumicita) y este tipo de roca es denominado 
extrusiva o volcánica. 
También el magma puede estar sobre saturado, saturado o sub saturado con respecto a la cantidad de sílice 
presente en la formación mineral. Desde un magma sobre saturado, la sílice libre o no combinada 
cristalizada fuera, como cuarzo, después de la formación de los minerales tales como feldespato, mica y 
hornablenda. En magna saturado o no saturado el contenido de sílice es insuficiente para formar cuarzo. 
Esta primacía para clasificar las rocas ígneas basado en el SiO2. (Sílice u óxido de silíceo) total presente; 
rocas conteniendo más del 65 %, o entre55 y 65 %, o menos del 55 % Si02 son denominadas, ácidas, 
intermedias o básicas respectivamente. Nuevamente, la clasificación de las rocas ígneas sobre la base de la 
estructura cristalina y el contenido de sílice es (útil porque parece que esta combinación del carácter ácido y 
la textura de grano fino o vidriosa de la roca determina que sea un agregado vulnerable al ataque alcalino en 
hormigones de cemento Portland. 
Roca Sedimentarias 
Son rocas estratificadas que usualmente colocadas hacia aguas abajo, pero otras veces, acumuladas por la 
acción del viento o glaciares. Las rocas sedimentarias silíceas son derivadas de rocas ígneas existentes. 
Dependiendo del método de deposición y consolidación, es conveniente subdividirlos en tres grupos 
* Depositados mecánicamente en estado no consolidado o físicamente consolidado. 
* Depositados mecánicamente y consolidado con cementos químicos. 
* Depositados y consolidados químicamente. 
Canto rodado, arena, limo y arcilla son importantes miembros del grupo de sedimentos no consolidados. 
Aunque la distinción entre estos cuatro miembros esta realizada sobre la base del tamaño de las partículas, 
generalmente se observa una influencia debido a la composición mineral. Canto rodado y arena gruesa 
usualmente consiste en fragmentos de roca la arena fina y el limo consisten predominantemente en granos 
de un mineral y la arcilla consta exclusivamente de granos de mineral. 
8 
Areniscas, cuarcitas y areniscas gris pertenecen a la segunda categoría. La arenisca y la cuarcita consisten 
en partículas de rocas en el rango de la arena. Si la roca rompe alrededor de los granos de arena se 
denomina arenisca. Si los granos son mayoritariamente cuarzo y la roca rompe a través del grano, es 
llamada cuarcita. La cuarcita puede ser sedimentaria o metamórfica. El material cementante o intersticial de 
la arenisca puede ser ópalo (gel de sílice), calcita, dolomita, arcilla o hidróxido de hierro. Chert (variedad de 
calcedonia) y pedernal pertenece al tercer grupo de las rocas sedimentarias siliceas. El Chert es usualmente 
de grano fino y puede variar de poroso a denso. El Chert denso negro o gris, son completamente duros y se 
llaman Pedernal. Observando la composición mineral, el Chert consiste en cuarzo pobremente cristalizado, 
calcedonia y ópalo, frecuentemente los tres están presentes. 
La caliza es la principal roca de carbonato. Su rango es desde la caliza pura (mineral calcita) hasta la 
dolomita pura (mineral dolomita). Generalmente ambos contienen carbonatos minerales en varias 
proporciones y cantidades significativas de impurezas no carbonatadas, tales como arcilla y arena. 
Se formaron por deposición de los carbonatos en el fondo de cuencas, marinas o de aguas poco profundas. 
Este proceso se realizó por precipitación química directa de los carbonatos o por acumulación de restos 
orgánicos calcáreos. Ambos fenómenos pueden actuar simultáneamente y los depósitos que así se formaron 
se denominan bioquímicos. Otras se formaron con el transporte mecánico de materiales producto de la 
erosión de calizas preexistentes. A la descomposición de estos materiales le siguieron fenómenos de 
compactación, re cristalización y reemplazo por soluciones circulantes Carbonáticas o siliceas, que 
condujeron a la consolidación de los sedimentos, transformándose en rocas consistentes. 
Se debe notar que comparadas a las rocas ígneas, los agregados producidos de sedimentos estratificados 
pueden variar ampliamente en sus características, tales como la forma, textura, porosidad, resistencia y 
sanidad, debido a la variedad de condiciones bajo las cuales fueron consolidadas. 
Las rocas tienden a ser porosas y débiles cuando se formaron bajo relativa baja presión. Son densas y 
fuertes si se formaran bajo alta presión. Algunas calizas y cuarcitas pueden tener menos de 100 MPa de 
resistencia a la trituración y son por lo tanto no apropiadas para el uso de hormigones de alta resistencia. 
También comparadas con las rocas ígneas, las rocas sedimentarlas frecuentemente contienen impurezas 
que compromete su uso como agregado. Por ejemplo, la caliza, dolomita, y cuarcita pueden contener ópalo 
o mineral arcilloso que afectan adversamente el comportamiento del agregado bajo ciertas condiciones de 
exposición. 
Rocas Metamórficas: 
Son rocas ígneas o sedimentarlas que han cambiado su textura, su estructura cristalina o su composición 
mineralógica en respuestas a condiciones químicas o físicas debajo de la superficie terrestre. Rocas 
comunes de este tipo son el mármol, phyllites, esquistos y gneis, las rocas son densas, pero frecuentemente 
laminadas. Algunas phyllitas son reactivas con los álcalis del cemento. 
La mayoría de los agregados minerales naturales utilizados en el hormigón son derivados de rocas 
sedimentarlas, canto rodado, rocas carbonatadas trituradas. Aunque algunos depósitos sedimentarlos son 
de un espesor de hasta 13 Km y sobre las áreas continentales el promedio es cercano de 2,3 km. 
9 
DESCRIPCIÓN DE LOS MINERALES: 
La norma ASTM C-294 contiene la nomenclatura descripta, la cual brinda una base para el entendimiento de 
los términos usados para designar los constituyentes de las rocas. 
Basados en esta norma, una breve descripción de los constituyentes minerales que comúnmente se 
encuentran en las rocas naturales se detalla a continuación. 
Mineral silíceo 
Cuarzo: Es un mineral duro, muy común, compuesto por SiO2 cristalino. La dureza del cuarzo es tan buena 
como el feldespato debido al entramado de la estructura SiO2 la cual es muy fuerte. El cuarzo está presente 
en las rocas ígneas de tipo ácido (>65 % Si02), tales como el granito y la riolitas, y es un importante 
constituyente de muchos depósitos de arena y canto rodado. 
La tridimita y la cristobalita son también minerales silíceo cristalinos, pero ellos son meta estables a 
temperatura y presión ordinaria, y están raramente fundidos en la naturaleza, excepto con las rocas 
volcánicas. Los minerales no cristalinos son denominados vidrios. 
Opalo: es un hidrato de mineral silíceo con 3 a 9 % de agua aparece como no cristalino en el microscopio 
óptico, pero puede mostrar una pequeña disposición cristalina por el análisis de difracción de rayos X. Esta 
generalmente fundido en rocas sedimentarias, especialmente en el Chert y es el principal constituyente de la 
diatomita. La calcedonia es un mineral silíceo poroso, generalmente contiene microscópicas fibras de 
cuarzo. Las propiedades de la calcedonia son intermedias entre el ópalo y el cuarzo. 
Mineral silicato: 
Los feldespato, minerales ferromagnesianos, micáceos y arcilla pertenecen a esta categoría. Los minerales 
del grupo feldespato son los más abundantes minerales en formaciones rocosas en la corteza terrestre, y 
son importantes constituyentes de las rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas. Casi tan duro como el 
cuarzo, varios miembros del grupo están diferenciados por la composición química y las propiedades 
cristalográficas. 
Ortoclasas, son silicato de potasio y aluminio, los cuales están referidos como feldespato potásico (hidróxido 
de potasio). 
La plagioclasa o feldespato incluye silicato de aluminio y sodio (albita), silicato de aluminio y calcio 
(anorthita), o ambos. 
El feldespato alcalino conteniendo potasio o sodio se encuentra típicamente en rocas ígneas de alto 
contenido de sílice tales como granito y riolitas, mientras que las de muy alto contenido de calcio están 
fundidos en rocas ígneas de muy bajo contenido de sílice, tales como diorita, gabro y basalto. 
 
10 
Minerales ferromagnesianos: 
Se encuentran en muchas rocas ígneas y metamórficas, consistiendo en silicato de hierro o magnesio o 
ambos. Los minerales como los anfíboles y piroxénos con disposición de estructura cristalina son referidos 
como hornablenda y augita, respectivamente. La olivina es un mineral común de esta clase y se encuentra 
en las rocas ígneas de relativamente bajo contenido de sílice. 
La moscovita, biotita,clarita y vermiculita forman el grupo de los minerales micaceos, también consisten en 
silicatos de hierro y magnesio, pero su estructura laminar interna es responsable de la tendencia a deslizar 
en forma de hojuelas. Las micas son abundantes y se encuentran en los tres grupos de rocas. 
El grupo de minerales arcillosos cubre silicatos de estructura laminar menor que 2 μm (0,002 mm) de 
tamaño. Los minerales arcillosos consisten principalmente en hidratos de aluminio, magnesio y silicatos de 
hierro, son los mayores constituyentes de arcillas y pizarras. Ellos son livianos y se desintegran al 
humedecerse, algunas arcillas (por ejemplo montmorillonita) sufren expansiones con el humedecimiento. 
Las arcillas y pizarras en consecuencia no son utilizadas directamente como agregados en el hormigón. Sin 
embargo, la arcilla puede estar presente como contaminante en los agregados minerales naturales. 
Minerales carbonatados: 
Los más comunes de este tipo de minerales es la calcita o carbonato de calcio (CaCO3). Otro mineral 
común es la dolomita, que consiste en una proporción equimolar de carbonato de calcio y carbonato de 
magnesio, 54,27 y 45,73 % en peso respectivamente. Ambos carbonatos son más blandos que el cuarzo y el 
feldespato. 
Los sulfuro de hierro (pirita, marcasita) están frecuentemente fundidos en los agregados naturales. La 
marcasita está fundida principalmente en rocas sedimentarlas fácilmente oxidable hacia la forma de ácido 
sulfúrico e hidróxido de hierro. La formación de ácido es indeseable, especialmente desde el punto de vista 
de la potencial corrosión del acero en el hormigón pretensado y armado. 
Las. Marcasitas y ciertas formas de piritas son sospechosas de ser las responsables de los cambios 
expansivos de volumen en el hormigón, causando fisuras y reventones. 
El yeso (hidrato de sulfato de calcio) y la anhidrita (sulfato de calcio anhidro) son los minerales sulfatos más 
abundantes, los que pueden estar como impurezas en las rocas carbonatadas y pizarras. A veces fundidos 
como revestimiento de arena y canto rodado. El yeso y la anhidrita, cuando están presentes en el agua, 
incrementan la posibilidad de ataque de sulfatos al hormigón. 
 
 
 
11 
Análisis petrográfico (IRAM 1649) 
El Análisis petrográfico según norma IRAM 1649-68 se realiza para identificar los 
componentes potencialmente reactivos presentes en el agregado fino y en el agregado 
grueso. De acuerdo al reglamento CIRSOC 201 (versión 2002 en estudio) se considera 
potencialmente reactivo el agregado que contenga cualquiera de los siguientes minerales 
en cantidades mayores que las indicadas. Los límites serán aplicados a cada uno de los 
agregados individualmente y al conjunto de los agregados de obra. 
• Cuarzo tensionado, microfracturado o microcristalino, 5 % 
• Chert y / o calcedonia, con trazas de ópalo incluidas en su masa 3 % 
• Tridimita y / o cristobalita 1 % 
• Opalo 0,5 % 
• Vidrio volcánico contenido en rocas volcánicas 3 % 
• Arcillas del tipo esmectitas contenidas en la masa de basaltos 2 % 
Los agregados que de acuerdo a la evaluación anterior no resulten potencialmente 
reactivos podrán ser utilizados sin restricciones por RAS (Reacción Alcali Sílice) 
Cuando los agregados resulten potencialmente reactivos serán ensayados por el método 
acelerado de la barra de mortero según norma IRAM 1674-97 cada uno de los agregados 
por separado y en las proporciones a utilizar en obra. Se considerará potencialmente 
reactivo un agregado cuya expansión a 16 días sea igual o mayor de 0,1 % 
POSIBLES ESTADOS DE HUMEDAD DE LA ROCA 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
Los cuatro estados graficados responden a las siguientes características: 
- Seco La humedad del agregado es eliminada totalmente 
mediante secado en estufa a 105 Cº hasta peso 
constante. Los poros permeables se encuentran 
vacíos. Este estado es típico de laboratorio. 
 
- Seco al aire 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. 
 
- Saturado y superficie seca (SSS) No existe humedad superficial y los poros se 
encuentran llenos de agua. Estado de laboratorio. 
 
- Saturado y superficie húmeda Existe una película superficial de agua y los poros se 
encuentran llenos de agua. Estado natural 
 
Capacidad de Absorción y humedad superficial 
La absorción es una propiedad de interés ya que da idea de la porosidad (vinculada al 
exterior) del material y, como consecuencia de ello, de la resistencia y durabilidad del 
mismo. Además de lo expuesto se utiliza para la corrección de las mezclas por efecto de 
los distintos contenidos de humedad de los agregados. 
De los estados indicados en la figura anterior surgen tres características que cobran 
interés: 
- Absorción total 
- Absorción efectiva 
- Humedad superficial 
 
 
13 
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 pesa. La diferencia entre los pesos seco y saturado, referidos al 
peso seco da el porcentaje de absorción. Es un ensayo habitual sobre agregados. 
Absorción total (%) = Psss – Ps x 100 
Ps 
donde: Psss = peso de la muestra saturada y superficie seca 
Ps = peso de la muestra seca en horno hasta peso constante 
La Absorción efectiva 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. 
Absorción Efectiva (%) = Psss – Psa x 100 
Psss 
Donde: Psa = el peso de la nuestra con su humedad real 
La Humedad superficial es el agua en exceso que tiene la roca con respecto a su estado 
saturado y superficie seca. 
Humedad superficial (%) = Pssh – Psss x 100 
Psss 
donde: Pssh = peso de la muestra saturada superficie húmeda 
Las normas IRAM 1520 y 1533 especifican los procedimientos para la determinación de la 
absorción total de agua de agregados finos y gruesos respectivamente. Existen 
procedimientos similares para determinar la absorción efectiva mientras que para la 
humedad superficial se emplean distintas técnicas que permiten eliminar el agua, por 
ejemplo el secado de la muestra con alcohol, temperatura, etc. 
En la Tabla siguiente se dan algunos valores característicos de absorción total en 24 horas 
en función del tipo de agregado. 
Agregado Tipo Absorción (%) 
Fino Natural siliceos 0,8 
Fino Natural Silico – calcáreo 1,3 
Fino trituración Granítico 0,9 
Grueso natural siliceos 0,2 
Grueso trituración Granítico 0,8 
Grueso trituración Cuarcítico 1,8 
Grueso trituración Basáltico 1,5 
14 
Densidad absoluta (peso específico) 
Se la denomina absoluta porque se tritura la roca para eliminar los espacios vacíos, 
haciéndose la determinación de densidad exclusivamente de la parte sólida. Este valor no 
es constante, dado que la roca presenta variaciones en su composición mineralógica. Esto 
no sucede en el caso de una roca compuesta por un solo mineral. 
La densidad absoluta se refiere al volumen del material sólido 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. 
Para su determinación se pulveriza el material (pasa tamiz Nº100) a fin de eliminar la 
porosidad, siendo esta tarea sumamente laboriosa. El volumen de la muestra pulverizada 
se determina en el volumenómetro, similar al empleado para arenas (volumenómetro Le 
Chatelier). Este valor de densidad absoluta no interesa desde el punto de vista ingenieril, 
empleándose exclusivamente para determinar la porosidad de la roca. 
Densidad aparente: 
En este caso se considera a la roca con sus poros, es decir en el mismo estado en que se 
la utilizará en el Hormigón. Se puede dar una clasificaciónde acuerdo con la densidad, la 
cual se encuentra muy relacionada con su resistencia y calidad la Tabla III muestra 
densidades aparentes de algunas rocas. 
Tabla III Densidad aparente de algunos tipos de rocas. 
TIPO DE ROCA DENSIDAD g/cm3 
Roca muy liviana < 1,00 
Roca liviana 1,00 a 1,50 
Roca medianamente pesada 1,50 a 2,50 
Roca pesada 2,50 a 3,00 
Roca muy pesada > 3,00 
Mármol 2,40 a 2,50 
Caliza 2,65 a 2,85 
Granito 2,60 a 2,80 
Basalto 2,95 a 3,00 
 
Si el volumen del cuerpo se mide incluyendo los poros impermeables pero no los 
permeables, la densidad lleva el calificativo de aparente. Esta densidad aparente es la 
relación del peso de la roca secado en horno a 105 ºC al peso de agua que ocupa el 
mismo volumen con todos los poros impermeables. 
15 
Densidad aparente = Peso / Volumen (Sólido + poros impermeables) 
Ambas densidades se las denomina relativas cuando el volumen de sólidos o sólidos + 
poros está considerado como peso de agua (multiplicado por la densidad del agua) 
De las densidades mencionadas la denominada aparente es la que se emplea en la 
dosificación de las mezclas ya que se considera que la pasta de cemento por su 
viscosidad no puede penetrar en los poros permeables. Recibe comúnmente la 
denominación de "peso específico relativo”. 
Porosidad 
Está dada por la relación entre los volúmenes de vacíos y el volumen total de la muestra 
de roca. Los poros pueden estar o no en comunicación con el exterior. La porosidad afecta 
la resistencia y en algunos casos es un índice de la alteración de las rocas. 
Porosidad (%) = 100 x Densidad absoluta – Densidad aparente / Densidad absoluta 
 
PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS Y ENSAYOS 
Propiedades térmicas 
La dilatación y las resistencias a las altas temperaturas no interesan cuando se trata de 
estructuras normales. En algunos casos, por ejemplo en estructuras nucleares, interesa 
conocer las modificaciones en sus propiedades, cuando el hormigón en caso de accidente 
se exponga a altas temperaturas. 
Resistencia 
La resistencia de una roca depende principalmente de: 
 los elementos constituyentes 
 la porosidad 
Estos puntos consideran las propiedades intrínsecas del material dentro de las cuales 
podemos considerar: 
a) La composición mineralógica: o sea el tipo y cantidad de constituyentes minerales. Por 
ejemplo, en el granito hay cuarzo, feldespato y mica. Los primeros son más resistentes y 
duros que la mica. Esta última, presenta además, planos de exfoliación. 
b) La unión intergranular: este factor considera la energía de enlace existente entre los 
diferentes minerales que constituyen los granos. Esta depende del tipo de roca siendo 
16 
más elevada en una roca ígnea que en una sedimentarla. Es uno de los factores más 
significativos desde el punto de vista de la resistencia. 
c) La textura: Esto es el tamaño del grano. Afecta las propiedades mecánicas de un modo 
similar al que ocurre en los metales. Rocas con igual composición mineralógica y grado de 
alteración, las que poseen grano más fino (o sea aquellas que se solidificaron en menor 
tiempo) presentan mejores propiedades mecánicas que las de grano mayor. 
d) Grado de alteración: Durante el proceso evolutivo de la roca pueden producirse 
alteraciones de tipo físico como por ejemplo fisuraciones causadas por deformaciones 
restringidas, o de tipo químico (reacciones). Esto producirá modificaciones en las 
propiedades mecánicas. 
e) Conformación estructural: ciertos tipos de rocas presentan por su constitución o por 
procesos geológicos, una constitución estratificada (por ejemplo rocas sedimentarias), en 
función de la dirección de solicitación presentará comportamientos diferenciales. 
La porosidad de la roca es una propiedad muy importante que merece un tratamiento 
destacado, ya que produce varios efectos: 
 disminuye el área resistente 
 provoca concentraciones de tensiones 
 da lugar a la generación de presiones internas cuando el material se halla en estado 
saturado. 
Las rocas son materiales porosos. Debemos distinguir dos tipos de poros: 
 conectados 
 no conectados 
Los poros conectados son aquellos que afectan la permeabilidad de las rocas y se 
vinculan a exterior mediante una red capilar. Están relacionadas no sólo con el tercer 
efecto (generación de presiones internas) sino también con varios problemas de 
durabilidad. 
Los poros no conectados se llaman también poros impermeables. 
Como en todos los materiales la resistencia disminuye a medida que aumenta la 
porosidad. 
 
 
17 
Valoración de resistencia 
La valoración de la resistencia a compresión de las rocas bajo carga estática se realiza 
mediante ensayos de compresión sobre probetas cubicas o cilíndricas con dimensiones 
normalizadas. Se las somete a una carga axial de compresión. La probeta puede estar 
extraída en dirección paralela o perpendicular a los planos de la roca. Estos son los planos 
en los cuales se orientan los cristales. 
El ensayo puede realizarse en estado seco o saturado. De esta manera se dan cuatro 
posibilidades de realizar el ensayo: paralela - seca, paralela - saturada, perpendicular - 
seca y perpendicular - saturada. 
La resistencia para una determinada roca será menor cuando el ensayo se realiza en 
forma paralela - saturada, por influencia de la presión hidráulica interior que genera 
tensiones de tracción en las rocas. Las rocas como otros materiales frágiles presentan 
resistencias a tracción sensiblemente menores que sus resistencias a compresión. 
Tipo de roca Estado seco (Kg./cm2) Estado saturado (Kg./cm2) 
Normal Paralelo Normal Paralelo 
Granito 2150 1920 1620 1210 
Cuarcita 980 860 820 710 
 
Las rocas que se emplean en agregados para hormigón deberán tener una resistencia 
mínima a compresión de 600 kg/cm2. El ensayo se realiza de acuerdo con la norma IRAM 
1510. Las fisuras que se producen cuando se ensaya una probeta de hormigón se 
desarrollan, en los hormigones pesados y normales, por la interfase agregado - pasta, en 
determinados niveles de resistencia. En los hormigones livianos la fisura atraviesa los 
agregados. 
La Tabla siguiente muestra los rangos de resistencia a la compresión para algunos tipos 
de rocas. 
 
TIPO DE ROCA RESISTENCIA A 
COMPRESIÓN (Kg/cm2) 
Travertino 200 – 600 
Calizas blandas 100 – 500 
Caliza duras 500 – 1500 
Areniscas 1200 – 2000 
Gneis 1600 – 2000 
Granito 1600 – 2400 
Pórfidos cuarcíticos 1800 – 3000 
Basalto 1000 – 5000 
 
18 
Resistencia a la tracción 
No es un ensayo importante. Este parámetro está relacionado con el ensayo a 
compresión. 
Dureza 
La dureza es una propiedad que se vincula directamente con las características de la 
superficie del material. Es la capacidad de los materiales de oponerse a ser rayados o 
desgastados. 
Se relaciona con los minerales que constituyen la roca y con el grado de alteración de los 
mismos. 
Si recordamos la escala de MOHS 
1. Talco 
2. Yeso 
3. Caliza 
4. Espato flúor 
5. Apatita 
6. Feldespato 
7. Cuarzo 
8. Topacio 
9. Corindon 
10. Diamante 
La dureza de las rocas es una propiedad que cobra interés según el tipo de aplicación que 
se le dé al material. 
Dentro del tema conviene distinguir dos tipos de acciones (sin desconocer que se hallan 
relacionadas): 
 Desgaste 
 Abrasión entre partículas 
19 
El desgaste superficial resulta significativo cuando la roca esta expuesta al tránsito como 
en el caso de pavimentos o, en menor intensidad, en solados. 
El efecto de abrasión se produce cuando las rocas se encuentran desagregadas y se 
friccionan entre sí. Este proceso es de importancia cuando se emplean rocas como 
agregados para hormigón o concreto asfáltico. En tal situación las rocas débiles se van 
fraccionando en partículas menores (modifica la granulometría, generación de polvo) 
Valoración de la dureza 
Se puede utilizar un esclerómetro, que mide el rebote de una esfera o huella (si es blanda) 
que deja sobre la roca una aguja de latón. También, se puede realizar el ensayo de 
abrasiónen la máquina Dorry (IRAM 1539). Este equipo consiste en un disco estriado 
superficialmente que gira alrededor de un eje vertical. Sobre el plato se apoyan dos 
probetas de roca, sobre las cuales se ejerce una presión. Sobre el disco cae arena de 
cuarzo para aumentar el desgaste. Este ensayo consiste en someter a cada superficie de 
la probeta a 1000 vueltas. El desgaste se mide por la disminución de la altura, o también 
por la pérdida de peso utilizado la siguiente fórmula: 
W = 20 -(Po - Pf) / 3 > 18 
Po = Peso inicial 
Pf = Peso final 
Siendo W el coeficiente de dureza por cada cara y cada probeta. Se toma el promedio de 
los cuatro valores. 
 
 
20 
Existen dos métodos para valorar la abrasión de las rocas: 
a) Método de Deval 
El ensayo 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 sí y contra 
las paredes. Luego de 10.000 vueltas a 30-33 r.p.m. se extrae la muestra, se la lava sobre 
un tamiz de 1,7 mm de abertura (Nº 12), se seca hasta peso constante. El porcentaje de 
pérdida se obtiene de la siguiente manera: 
% de pérdida = 100 * (Pi - Pf) / Pi 
Pi = Peso inicial 
Pf = Peso final 
Las normas ASTM emplean este método solamente para rocas, no para agregados. La 
pérdida de peso debe ser menor al 2 %. El método se encuentra prácticamente en desuso. 
b) Método de desgaste Los Angeles 
El método Los Angeles encuentra su aplicación principalmente en agregados. Se 
diferencia del anterior por la inclusión de bolas de acero conjuntamente con la muestra de 
material con la finalidad de aumentar el efecto abrasivo del ensayo. 
Existe una mejor valoración de la dureza del material y se encontró una buena correlación 
entre el valor del desgaste y las propiedades mecánicas de los materiales elaborados con 
tales agregados. 
El dispositivo consiste en un cilindro de acero con una pestaña interior que favorece la 
movilidad de los agregados y de las bolas de acero dentro del tambor. Según sea la 
21 
granulometría de los agregados, las normas indican: peso de agregado, peso y número de 
bolas de acero, y número de vueltas, de forma tal que agregados de la misma naturaleza 
pero con diferentes tamaños, dan como resultado el mismo desgaste 
El material luego de ser sometido a desgaste se tamiza por la malla de 1,7 mm (tamiz Nº 
12), se pesa y se expresa el % de desgaste en forma similar al método anterior. 
Este ensayo que analiza la dureza por abrasión es el más representativo de los ideados 
hasta el presente, porque el material esta sometido a acciones de abrasión similares a las 
que se producen durante el transporte, descarga, mezcla, etc. 
El CIRSOC 201 da una pérdida máxima aceptable de 40 % pudiéndose aceptar una 
pérdida del 45% si se demuestra que con el agregado en estudio el hormigón en iguales 
condiciones de elaboración a las de obra alcanza la resistencia requerida. La última 
versión de este reglamento –aún no aprobada- fija un máximo de 50 % cuando no existen 
requerimientos especiales por acción de abrasión severa, en cuyo caso se admite una 
pérdida igual o menor de 30 %. 
Los valores promedio habituales de pérdida que se obtienen en este ensayo (Norma IRAM 
1532) son: 
 
 
 
 
 
 
 
Maquina de “Los Angeles” 
Tenacidad: 
Es un ensayo aplicable en el caso de rocas destinadas a la construcción de carreteras o 
estructuras sometidas a mucho desgaste, por ejemplo estructura hidráulicas expuestas a 
la acción de materiales en suspensión. Esta propiedad se puede definir como la 
resistencia a la falla del material por impacto. La máquina que se emplea es la de Page. 
Se talla una probeta cilíndrica de φ = h = 25 mm, que se somete a la caída de un martillo 
de 2 kg. desde alturas crecientes, comenzando desde 1 cm. Se toma como valor del 
Agregado Pérdida en peso 
granito 18 – 22% 
cuarcitas 28 – 32% 
areniscas cuarcíticas 28 – 50% 
rodados siliceos 13 – 18% 
22 
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 de acuerdo con IRAM 1538. 
La Tabla VI indica algunos valores de tenacidad. 
Tabla VI - Tenacidad de las rocas. 
TIPO DE ROCA TENACIDAD (cm)
Basalto 30 
Granito de Tandil 24 
Cuarcita de Balcarce 13 
Cuarcita de Mar del Plata 11 
Caliza 9 
 
Durabilidad 
La durabilidad puede definirse como la propiedad que presentan los materiales de resistir 
las acciones del medio (humedad, gases, temperatura, etc.) o también como una cualidad 
del material de conservar sus propiedades con el transcurso del tiempo. 
La alterabilidad de un material puede dividirse en: 
a) La que se produce en un tiempo mensurable a escala geológica, la cuál no reviste 
interés desde el punto de vista ingenieril. 
b) La que se produce en un tiempo mensurable a escala humana que es la que cobra 
importancia en la evaluación de los materiales en los emprendimientos ingenieriles. 
La durabilidad de una 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 físicas: 
a) temperaturas de congelación y deshielo 
b) Ciclos de humedecimiento y secado 
i) aguas con sales en disolución 
ii) aguas sin sales en solución 
2) Acciones químicas, acompañadas o no de procesos físico - químico 
a) reacciones con los álcalis del cemento 
23 
b) corrosión por atmósferas industriales (ataques por ácidos) 
a) Congelación y deshielo 
Las rocas presentan una estructura con poros cuyo tamaño varía considerablemente, 
algunos pueden ser observados a simple vista y otros son más pequeños, del orden de 
unos micrones. Los poros pequeños presentan el mayor interés, pues se saturan con 
mayor facilidad. 
También los poros vinculados con el exterior cobran importancia ya que permiten que el 
agua se introduzca dentro del agregado. 
Cuando la roca esta en contacto con agua, la misma ingresa por la red capilar. Cuando la 
temperatura del material desciende debajo de 0º, 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. 
El grado de presión desarrollada dependerá del nivel de saturación, ya que si existen 
poros sin llenar, el agua al solidificarse los ocupará. En estado se produce la máxima 
presión que puede llegar a romper al material por Tracción dependiendo este efecto de la 
resistencia de la roca. Esta acción es una de las más significativas en la naturaleza. 
En este proceso se debe tener en cuenta el efecto de la reiteración de ciclos de: 
• saturación 
• congelamiento (aumento de volumen) 
• microfisuración o fisuración 
• deshielo. 
Los llenados de agua posteriores saturan también las fisuras o microfisuras generadas en 
el ciclo anterior, por lo cual un nuevo congelamiento conduce a un deterioro de la 
estructura del material aún más significativo. 
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. 
Este ensayo generalmente se realiza sobre hormigones con materiales y proporciones que 
se emplearán en obra, expuestas a condiciones rigurosas. 
24 
b) Ciclos de humedecimiento y secado 
i) aguas con sales en disolución 
Otro mecanismo que genera una fuerte acción destructivo son las aguas con ciertas sales 
en solución que se introducen en la estructura porosa y luego 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. 
ii) Aguas sin sales en solución 
Existen rocas que presentan minerales secundarios como por ejemplos las arcillas del 
grupo de las montmorillonita que se degradan exclusivamente por el efecto del mojado y 
secado. Estas arcillas poseen una estructura de tipo laminar que al Incorporarse agua 
originan cambios de volumen altamente significativos que pueden llegar a desintegrar a la 
roca. 
2) Acciones químicas, acompañadas o no de procesos físico - químico 
Las reacciones de los agregados con los álcalis del cemento como así también los 
fenómenos de corrosión por atmósferas industriales (ataques por ácidos) se analizarán en 
el capítulo de durabilidad de hormigones. 
Para conocer la durabilidad de los agregados, es decir el mantenimiento de sus 
características a través del tiempo cuando estos están expuestos a la acción de sulfatos o 
presentan características que los hacen susceptibles de sufrir un proceso de 
descomposición, se pueden realizar los siguientes ensayos: 
 Inmersión en sulfatos (IRAM 1525). 
 Inmersión en etilen - glicol, para basaltos CRD-C-148-69 del (US Army Corps of 
Engineers) 
En laboratorio se deben utilizar técnicas capaces de reproducir en breve tiempo la acción 
que en la naturaleza tarda años. Los ensayos de este tipo son exigentes, y en algunos 
casos el material no estará expuesto a ese nivel de solicitación. Los repetidos cambios 
volumétricos provocan disgregaciones y fisuras por las tensiones internas que estos 
cambios originan. 
 
 
25 
Permeabilidad 
No tiene importancia en la roca utilizada para Agregado para Hormigón dado que la 
densidad que normalmente se emplea hace imposible una alta permeabilidad. Esta 
propiedad interesa en los casos en que la roca será utilizada como elemento constructivo 
sometido a presión hidráulica. En los casos específicos este ensayo se efectúa 
directamente sobre muestras de Hormigón. 
El ensayo consiste en someter a una probeta de roca, colocada en un permeámetro, a la 
acción de una columna de agua sobre una de sus caras. Se mide el volumen de agua que 
atraviesa la muestra, en función del tiempo. 
Resumen de otros aspectos importantes de los agregados contemplados en el reglamento 
CIRSOC 201 
Arido fino 
 Características generales 
 Tipos de partículas 
 Arena de trituración 
 Limpieza de partículas (<30% de carbonato de calcio) 
 Contenido de sales (Necesidad de lavado) 
 Contenido de humedad superficial uniforme, (<8% respecto de peso seco) 
 Sustancias perjudiciales 
 Partículas desmenuzables (ASTM-C-142) 1% 
 Finos Pasa tamiz Nº200 3% / 5% 
 Materias carbonosas 0,5 % / 1,0% 
 Total 1% 
 Materia Orgánica : Indice colorimétrico < 500 p.p.m. 
 Sustancias reactivas 
 Alcalis del cemento < 0,60 Na2Oeq. 
 Aditivo o adición que sea capaz de impedir reacciones deletéreas. 
26 
 Otros requisitos 
 Estabilidad frente a Sulfato de sodio (IRAM 1525) < 10% 
 Estabilidad de rocas basálticas inmersión en etilen-glicol < 10% 
Arido grueso 
 Características generales 
 Tipos de agregados 
 Limpieza de los agregados (<15%, 5%, 2% en peso de carbonato de calcio según 
el tamaño) 
 Contenido de sales < que la especificada para agua, lavado (No utilización de 
agregados de playas marítimas o que contengan restos de cloruros y sulfatos) 
 Contenido de humedad superficial uniforme, (variación del asentamiento por este 
motivo <2,5 cm.) 
 Sustancias perjudiciales 
 Partículas desmenuzables (ASTM-C-142) 0,25% 
 Partículas blandas 5 % 
 Ftanita (chert) 5 % 
 Finos Pasa Tamiz 200 1% 
 Total 5 % 
 Otros requisitos 
 Estabilidad frente a Sulfato de sodio (IRAM 1512) < 10% 
 Estabilidad de rocas basálticas inmersión en etilen-glicol < 10% 
Desgaste Los Angeles < 40%