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El agregado grueso es uno de los componentes esenciales del concreto y ocupa el mayor volumen en la mezcla. Por lo tanto, influye mucho en el diseño de la mezcla de hormigón. Propiedades como la resistencia, el tamaño máximo, la forma y la absorción de agua afectan la demanda de agua, la cantidad de cemento y agregado fino en la mezcla de concreto.
Se ha informado que los tamaños máximos de agregados gruesos más grandes dan como resultado una menor demanda de agua en la mezcla debido al área de superficie más pequeña en comparación con los tamaños de agregados gruesos más pequeños. En lo que respecta a la geometría, los agregados redondeados ofrecen un diseño de mezcla económico para concreto de resistencia normal.
Sin embargo, para concreto de alta resistencia, es deseable el agregado grueso angular. Si los agregados más gruesos se clasifican adecuadamente, esta posibilidad de segregación se minimiza. Esto explica cuán importante es la clasificación adecuada en el diseño de mezclas de concreto.
En lo que respecta a la resistencia, una mayor resistencia de los agregados conduce a una mayor resistencia del hormigón, siempre que se aborden adecuadamente otros factores de control.
Tabla de contenido
1. Tamaño máximo de agregado
El tamaño máximo del árido grueso es uno de los factores que controlan la demanda de agua para conseguir una determinada trabajabilidad. También determina el contenido de agregado fino requerido para producir una mezcla aglomerada.
Para un peso dado, cuanto mayor sea el tamaño máximo de árido, menor será el área superficial de árido grueso y viceversa. A medida que disminuye el tamaño máximo del agregado grueso, aumenta el área superficial del agregado grueso. Cuanto mayor sea el área superficial, mayor será la demanda de agua para recubrir las partículas y crear trabajabilidad.
Cuanto más pequeño sea el tamaño máximo de agregado grueso, más contenido de agregado fino se requiere para recubrir las partículas y mantener la cohesión de la mezcla de concreto. Por lo tanto, para la misma trabajabilidad, el agregado de 40 mm de espesor tiene una menor relación agua/cemento y mayor resistencia en comparación con el agregado de 20 mm de espesor. Debido a la baja demanda de agua, se puede reducir el consumo de cemento aprovechando el gran tamaño máximo del árido grueso.
El tamaño máximo del agregado a menudo está limitado por la distancia mínima entre la cubierta transparente y la barra de refuerzo. El tamaño máximo del agregado grueso es menor que la distancia mínima entre la cubierta transparente o la barra de refuerzo. Esto permite que el agregado pase a través de la barra de refuerzo en áreas densas, produciendo concreto denso y homogéneo.
2. Clasificación del agregado grueso
La clasificación es la determinación de la distribución del tamaño de las partículas de los agregados. Esto afecta el volumen de cemento y los requisitos de agua, trabajabilidad, bombeabilidad y durabilidad del concreto. La clasificación del agregado grueso es importante para obtener concreto pegajoso y denso. Los vacíos que dejan las partículas de agregado grueso más grandes se llenan con las partículas de agregado grueso más pequeñas.
La clasificación adecuada del agregado grueso puede minimizar la posibilidad de segregación, especialmente para mejorar la trabajabilidad y la compatibilidad del concreto. Los límites de granulometría del agregado grueso se especifican en ASTM C33/C33M e IS 383 – 1970 – Tabla 2, Secciones 4.1 y 4.2 para agregados clasificados y de un solo tamaño.
3. Forma del agregado grueso
El agregado grueso puede ser de forma redonda, angular o irregular. Los agregados redondeados requieren la menor cantidad de agua y la menor cantidad de pasta de mortero debido a su pequeña área superficial.
Estas propiedades crean agregados redondeados y las mezclas más económicas para grados de concreto hasta M35. Sin embargo, para los grados de concreto M40 y superiores, la balanza se inclina a favor de los agregados de esquina con mayor área de superficie debido a la posibilidad de una mala adherencia.
Las partículas de agregado grueso escamosas y alargadas no solo aumentan la demanda de agua, sino que también aumentan la tendencia a la segregación. El descascarillado y el alargamiento también reducen la resistencia a la flexión del hormigón. Las especificaciones del Departamento de Transporte limitan la suma de la descamación y el alargamiento al 30 % del peso del agregado grueso.
4. Resistencia del agregado grueso
La resistencia del material del agregado grueso se indica mediante la resistencia al aplastamiento de la roca, el valor de trituración del agregado, el valor del impacto del agregado y el valor del desgaste del agregado. Los límites IS para las pruebas anteriores son el valor de trituración de agregados, el valor de impacto de agregados y el valor de abrasión de agregados.
5. Absorción de agregados
La absorción de agregado se utiliza para aplicar un factor de corrección de agregado seco y determinar la demanda de agua del concreto seco superficial saturado. Los agregados pueden absorber hasta un 2% de agua cuando están completamente secos. Sin embargo, en algunos casos la reabsorción de agregados puede llegar al 5%.