LAS MEZCLAS - Parte 4

GRANULOMETRÍA : AGREGADOS INERTES PÉTREOS

1.- CONSIDERACIONES GENERALES

En esta Parte 4 vamos a dar un pantallazo sobre temas puntuales relacionados con las dimensiones

de las partículas componentes de los agregados finos y gruesos .

A las partículas las denominaremos "granos" y solamente trataremos los agregados inertes de origen

pétreos , con la sola excepción del cascote de ladrillo puesto que es un componente muy empleado

en los hormigones que llamamos bastardos.

La clasificación dimensional se basa en la separación de los granos por medio de cribas o tamices

que tienen diferentes medidas de luz de mallado y,según sea dicha medida ,los tamises se identifican

mediante una codificación particular que depende de la Norma que lo dictamina. Nuestro país usa nor-

malmente las Normas IRAM , pero existen otras de carácter más internacional muy empleadas en los trata-

dos sobre granulometría (ISO, ASTM, DIN ) .La Norma IRAM que trata sobre los tamices es la 1501

Parte 2 del año 1976 ( TAMICES DE ENSAYOS -Tamaños nominales de aberturas ) , definiendo tami-

ces que van desde mallados de unos pocos micrones (1 micrón = 1 / 1000 mm) hasta de varios miles

de micrones.Las dimensiones del mallado de los tamices a emplear se seleccionan de acuerdo al tipo

de material que se ha de ensayar y los elegidos conforman lo que se llama "serie de tamices". En

el caso de agregados finos y gruesos , lo normal es tomar tamices cuyos mallados tengan dimensio -

nes que respondan a una serie tal que la medida del siguiente sea igual ,o aproximadamente igual , al

doble que la del anterior , por ejemplo : n ; 2n ; 4n ; 8n ; 16n ; etc . Este tipo de serie fue pro -

puesto por W.S. Tyler , que se sigue empleando a pesar de existir otras formas más modernas para

establecer las series .-

NOTA : Tener presente que en la mayoría de las bibliografías, por razones del año en que se editaron,

no se encuentran actualizados los Números de las Normas IRAM a las cuales se hace referencia ,

ya que muchas se han ido anulando , reemplazando o reagrupando desde la década del 60 en adelan-

te .

En el IRAM puede consultar las actualizaciones.- calle Perú 552 - Bs.As. TE :(011) 4345-6606 - La

web del IRAM es : www.iram.org.ar .-

2.- AGREGADOS FINOS Y GRUESOS .

La primera clasificación de carácter dimensional que se hace es la de agregados finos y agregados

gruesos . Como podrá suponerse , para hacer esta división dimensional habrá que establecer una me-

dida patrón que oficie de límite entre lo que se considera como agregado fino y lo que es agregado

grueso . Como esta división no puede ser de otra manera que subjetiva , no podemos esperar otra co-

sa que diferencias " limítrofes " entre las distintas Normas.

Si en la elaboración de las mezclas trabajaramos conciensudamente , esas diferencias carecerían de

mayor valor por la simple razón de que en las mezclas siempre se debe tratar de que estén repre -

sentados la mayor cantidad posible de tamaños de granos gradualmente distintos conforme al tipo

de mezcla y al destino que ésta tenga . Obtener el gradiente de tamaños de granos que se ajuste

al requerido por la dosificación calculada , requiere de controles y de adecuados trabajos de tamizado,

actividades que implican costos adicionales , por lo que normalmente se debe establecer un razonable

balance entre este costo adicional y el beneficio que reditúa la obtención de la mezcla deseada. Ten -

gamos presente que "barato" o "caro" son conceptos absolutamente relativos ya que la valoración

dependerá sobre qué objetivo los comparo.

2.1.- El Agregado Fino Arena .

Estas discrepancias de la dimensión del mallado del tamíz que oficia como límite clasificatorio de los

agregados pétreos , se acentúa en el caso de las arenas por cuanto por un lado tenemos diferentes

Normas con diferentes definiciones sobre qué se debe entender por arena fina y por arena gruesa , por

otro lado tenemos Normas que definen arena fina , mediana y gruesa y no faltan las bibliografías es -

pecializadas en granulometría que hablan de muy fina ,fina,mediana y gruesa . Esto no resulta mayor

problema si nos atenemos a una determinada Norma , pero no podía faltar el Caballo de Troya para

crear una mayor incertidumbre : comercialmente se habla de arena fina , mediana y gruesa , referen -

cia más que nada comercial que no parece tener un sustento Normativo y esto se nota por que, por lo

general , las granulometrías con las que se reciben las arenas en obra no condicen con las que esta -

blecen las Normas y por lo tanto no se adecuan a las consideradas en los cálculos de dosificación.

Es muy importante el control de recepción de las arenas porque además de lo dicho es bastante asi -

duo que se entreguen con barros o distintas suciedades y con faltante de volumen.

Al solo efecto de tener una guía referencial de la "finuras" de las arenas, podríamos recurrir a lo que se

indicaba en la vieja Norma IRAM 1502-P - Bs.As. Marzo del año 1947 - cuyo título era "Granulome-

tría de Agregados Finos para Morteros y Hormigones" .En ella se fijan 4 tipos de arenas com -

prendiendo las que se usan para terminados de revoques ; revoques ; mampostería y hormigones.

Para las arenas destinadas a hormigones , hoy son establecidas por la IRAM 1627 del año 1997, pero

no se hacen nuevas referencias con las destinadas a los morteros que comunmente se emplean en

albañilería.

Por otra parte la actual IRAM 1501-Parte2-Nov.1976-, hace una reclasificación de las dimensiones del

mallado de sus tamices a fin de compatibilizar con las Normas ISO , lo que llevó a que algunos tami -

ces dejaran de ser empleados.

Si en la tabla que figura en la vieja IRAM 1502-P-(1947) actualizáramos solamente el dimensionamien-

to de los tamices que conforman la serie empleada , de manera tal que dichos tamices se ajusten a

las medidas actuales según la IRAM 1501-Parte 2-(1976) ya citada anteriormente , nos queda lo que

expresa el cuadro que mas abajo se ha agregado.

Nótese en el cuadro que todas las arenas pasan a través del tamíz IRAM 9500 ( valor en micrones )

y que comienzan a ser retenidas a partir de tamices de menor mallado.Por ejemplo la arena tipo 1

recién puede ser retenida con el tamíz IRAM 600 (micrones) o su equivalente próximo el ASTM N°30.

CUADRO 1 ( las dimensiones de IRAM están en micrones . La serie es tipo n;2n;4n; etc.)

Tamiz

Porcentaje en peso que pasa a tr

Clase de Arena

IRAM

9500

4750

2400

1200

600

300

150

ASTM

3/8 "

N°4

N°8

N°16

N°30

N°50

N°100

nota: el tipo 1 debe pasar el 100% por el

Arena 1

tamíz IRAM 850 y recien ser retenida en

90 a 100

25 a 75

0 a 15

el tamíz IRAM 600 .

Arena 2

100

90 a 100

60 a 95

30 a 75

2 a 30

0 a 8

Arena 3

100

90 a 100

70 a 95

40 a 80

20 a 55

5 a 30

0 a 8

Arena 4

100

90 a 100

70 a 90

40 a 60

20 a 40

5 a 20

0 a 8

También podemos apreciar en el cuadro que , cualquiera sea el tipo de arena , en todos los casos se

manifiesta una graduación de distintos tamaños de granos , característica indispensable para las are -

nas destinadas a las mezclas . Muchas propiedades de las mezclas dependen de una adecuada gra -

nulometría , por ejemplo el rendimiento , la densidad , la resistencia al desgaste , la impermeabilidad ,

el costo , etc . Esto se pone manifiestamente en evidencia en los hormigones estructurales en donde

no sólo juega la granulometría de los finos sino también las de los gruesos y ambos tratados sin solu-

ción de continuidad desde el grano de menor tamaño hasta el de mayor posible. Siempre se debe tra-

tar de evitar el empleo de arenas de granos homogéneos .

La vieja IRAM 1502 -P (1947) indicaba que el agregado fino era aquel cuyos granos debían pasar por

el Tamíz IRAM 9500 , pero la actual IRAM 1512 del año 1994 establece al tamíz IRAM 4750 .

En la IRAM 1627 del año 1997 se establecen las granulometrías de los agregados para la elabora -

ción de hormigones , indicándose para el caso de los finos (arenas) el siguiente cuadro .

CUADRO 2 : FINOS PARA HORMIGONES

% EN PESOS ACUMULADOS QUE PASAN POR LOS TAMICES

TAMICES IRAM

G R A N U L O M E T R Í A S T I P O

(dimensiones en micrones)

( 1 micrón = 1 / 1000 mm )

100

(0)

100

(0)

100

(0)

4750

(5)

100

(0)

100

(0)

2360

(20)

100

(0)

100

(0)

1180

(50)

(15)

100

(0)

600

(75)

(40)

(5)

300

(90)

(70)

(50)

(98)

(90)

Nota: las cantidades entre paréntesis (azules) corresponden a los que son "retenidos"

en cada tamíz .

El cuadro precedente indica las granulometrías que deben tener las arenas destinadas a la obtención

de hormigones , dichas granulometrías se pueden obtener como resultado de mezclar adecuadamen-

te dos o más tipos de arenas, es decir , obtener la granulometría por medio de las llamadas " arenas

compuestas ", es decir arenas binarias o ternarias. El cuadro no está indicando una clasificación gra -

nulométrica "natural" que defina a la arena simple : fina , mediana o gruesa .-

Las arenas compuesta surgen de mezclar en determinadas proporciones arenas de varios tipos. Lo

más común es el empleo de arenas binarias .

Las arenas compuestas tienen la virtud de proporcionar una excelente granulometría dando como re -

sultado una arena con mejor comportamiento estructural y con una significativa reducción de su volu -

men de vacíos .La primera propiedad nos dice de una mejor calidad del fino y la segunda nos indica

sobre el ahorro en la cantidad de aglomerantes requeridos para obtener la pasta necesaria. Es clásico

de todos los libros el ejemplo que : 1 m3 de una arena binaria ,saturada ,seca y sacudida compuesta

por aproximadamente un 37% de arena fina y un 63 % de arena gruesa, puede brindar un volumen u-

nitario absoluto (vo) de 0.78m3 y el de su vacío (vv) sería de solo 0.22m3 . Estos datos y otros , se

los pueden obtener recurriendo a las gráficas llamadas" Triángulos de Feret " que se encuentran en

casi todos los tratados sobre materiales para la construcción .-

De la observación de estos "triángulos" podemos decir , con referencia a las arenas binarias , que :

a.-

De los tres tipos de arenas ( grueso - medio - fino ) la combinación binaria que menor canti -

dad de vacíos puede llegar a producir es la de grueso con fino .

b.-

La gama de variaciones mas amplia de volúmenes absolutos se obtienen con la mezcla bi -

naria de arenas gruesas y finas.

c.-

La gama de variaciones mas reducida de volúmenes absolutos se obtienen con la mezcla bi-

naria de arenas medianas y finas .

Para una gran parte de casos de morteros, se puede trabajar con arenas simples puesto que éstas

permiten lograr normalmente una adecuada razonabilidad entre calidad y costo de la mezcla.

En los Hormigones Estructurales , la granulometría del fino y del grueso deben ser cuidadosamente

estipuladas , definiéndose para ello lo que se denomina módulo de fineza global.

Como último punto de agregados finos , trataremos de compatibilizar los cuadros granulométricos pre-

cedentes , con la clasificación comercial -que se usa en la práctica- de finas , medianas y gruesas .

El cuadro que está más abajo , debe entenderse que sólo tiene valor referencial y al solo e-

fecto de dar una espectativa de lo que granulométricamente se debería esperar de una are-

na de buenas condiciones .

CUADRO 3

Clase de

IRAM

9500

4750

2360

1180

600

300

150

125

Arena

ASTM

3/8"

N°4

N°8

N°16

N°30

N°50

N°100

N°120

Retenido

% acumu-

100

lado

ARENA

Pasa

% cumu-

100

GRUESA

lado

% Pkg.

distribui-

dos

Retenido

% acumu-

100

lado

ARENA

Pasa

% cumu-

100

MEDIA

lado

% Pkg.

distribui-

dos

Retenido

% acumu-

100

lado

ARENA

Pasa

% cumu-

100

FINA

lado

% Pkg.

distribui-

dos

Nótese que cada tipo de arena tiene una mayor concentración de granos en determinados tamaños ,

tal como se han resaltado en color celeste .

En la fila de " % Pkg distribuidos " se indica de que manera se distribuyen procentualmente los

P kg que inician su pasaje por el mayor tamiz. Por ejemplo , de 1000 kg de una arena gruesa se es -

pera que aproximadamente quede retenida una parte de ella en cada tamiz y , en este caso , sería:

de los 1000 kg queda en el tamiz de:

9500

el 0% de P

0 kg

en el

4750

el 1% de P

10 kg

en el

2360

el 24% de P

240 kg

en el

1180

el 21% de P

210 kg

en el

600

el 20% de P

200 kg

en el

300

el 19% de P

190 kg

en el

150

el 14% de P

140 kg

en el

125

el 1% de P

10 kg

TOTAL :

100%

1000 Kg

Las arenas comerciales provenientes del Río Paraná (desde la altura de San Nicolás hacia aguas aba-

jo de Zárate ) se las pude agrupar granulométricamente de la siguiente forma:

gruesa : pasan el tamíz IRAM 4760 - quedan retenidas en el IRAM 2360

mediana : pasan el tamíz IRAM 2360 - quedan retenidas en el IRAM 600

fina : pasan el tamíz IRAM 600 - quedan retenidas en el IRAM 150

Como puede apreciarse , estas granulometrías no se ajustan a las que se indican en las Normas , no

obstante pueden ser empleadas en mezclas de albañilería cuyo destino sea tal que no se vea compro-

metida por llevar una granulometría restringida.

Las arenas llamadas "orientales" , que son de tendencia al grano grueso , tienen una mayor calidad.

2.2.- El agregado Grueso .

Para los "gruesos" no entraremos en detalles clasificatorios por dimensiones como se ha hecho con

los finos "arenas" .Tengamos en cuenta que los pétreos que componen los agregados gruesos son de

variados tipos , formas , propiedades mecánicas , orígenes , procesos de obtención , etc , etc. Son

tantas las variables a tener en cuenta que no resulta adecuado hacer una unificación clasificatoria co -

mo la anterior. Lo normal es elegir el grueso a emplear , las dimensiones y % óptimo de distintos ta -

maños de granos en función del destino que tendrá el hormigón.

Los agregados gruesos serán analizados en detalle cuando editemos "Hormigones" , ya que facilitará

la comprensión de las propiedades que a esta mezcla le confiere el empleo de un tipo u otro de grueso

Recordemos que la Norma IRAM 1627 (año 1997) "Agregados - Granulometría de los agregados

para hormigones", incursiona en los agregados aptos para el citado destino.Recomendamos con -

sultar o adquirir esta Norma .

En primara aproximación y de manera general podemos hacer una distinción clasificatoria que resulte

acorde a lo que se emplea tradicional y normalmente en nuestro país , es decir, el canto rodado y la

piedra partida , a lo que agregaremos el cascote limpio de ladrillo.

Compatibilizando lo que se ofrece en el mercado con lo que expresan las distintas bibliografías y los

distintos especialistas , podemos razonablemente aceptar lo siguiente :

grava : el canto rodado con granos de 30mm a 70mm

Canto Rodado

gravilla : el canto rodado con granos de 7mm a 30mm

granza : la piedra partida con granos de 30mm a 70mm

Piedra Partida

pedregullo : la piedra partida con granos de 7mm a 30mm

las dimensiones standard del mercado son :

cascote común : 10 / 12 mm a 25 / 30 mm

Cascote limpio

de Ladrillo

cascote tipo granza : 30 mm a 50 / 55 mm

En "LAS MEZCLAS - Parte 6" , a editarse , encontrará una serie de posibles "agrupamientos" dimen-

sionales de los agregados gruesos más usuales.

Cuando se trate de hormigones estructurales el tema se vuelve más serio y los análisis del grueso a

emplear deben hacerse con sumo cuidado. Ampliaremos esto cuando editemos los trabajos relacio -

nados con la dosificación de hormigones .

3.- RELACIONES ENTRE TAMICES : I R A M y A S T M

A los fines de tener una guía de las equivalencias de tamices entre la Norma IRAM y la muy empleada

ASTM , volcamos en el cuadro siguiente un resumen de las equivalencias dimensionales de los tami -

ces que se han citado en los cuadros anteriores y de aquellos más usuales . Como es tradicional en

las bibliografías las referencias a los tamices que empleó W.S. Tyler para sus estudios sobre las are-

nas , los hemos agregados.

CUADRO 4

Clasificación de

Según Norma

Granos

IRAM

ASTM

TYLER

micrón

pulg.y N°

100000

90000

3 1/2 "

75000

Gruesos

63000

2 1/2 "

50000

38000

1 1/2 "

25000

19000

3/4 "

12500

1/2 "

9500

3/8 "

zona de transición

8000

5/16"

5660

N° 3,5

4750

N°4

2360

N°8

1180

N°16

Arenas

850

N°20

600

N°30

300

N°50

150

N°100

100

zona de transición

105

N°140

4.- MÓDULO DE FINEZA

El módulo de fineza o finura de los agregados pétreos es una manera de especificar la granulometría

de estos agregados inertes. Se puede establecer módulos de finura para los agregados finos , para los

gruesos y para ambos en conjunto . Para este último caso se establece lo que se llama "módulo glo-

bal de finura".

Se puede considerar que agregados de igual material y con igual módulo de finura tendrán un similar

comportamiento y rendimiento en una dada mezcla.Por ejemplo el módulo global en un hormigón insi-

de notablemente en la cantidad de agua de amasado y , consecuentemente , en la relación resultante

de agua-cemento , relación ésta que determina propiedades fundamentales del hormigón tal como se

verá cuando abordemos los temas relacionados con estas mezclas.-

El módulo de finura se determina mediante el empleo de una "serie" establecida de tamices con los

cuales se analiza el agregado en cuestión. Este análisis consiste en determinar las cantidades por -

centuales , en kilos o en volumen , acumulados en cada uno de los tamices de la serie empleada,

se suman esos "acumulados" y luego se divide por 100. El número resultante es el valor del llamado

módulo de finura o fineza.-

Veamos un ejemplo con los agregados finos.

a.-

Tomaremos como "serie de tamices de ensayo" a los IRAM siguientes :

4750 ; 2360 ; 1180 ; 600 ; 300 ; 150

Hemos tomado éstos por ser los que normativamente se emplean y responden a la

serie empleada por Tyler para los finos.

b.-

Tomaremos el CUADRO 3 y emplaremos la arena gruesa con sus porcentuales a-

cumulados retenidos en cada tamíz de nuestra serie de ensayo.

Tamíz :

4750

% retenido :

2360

% retenido :

1180

% retenido :

600

% retenido :

300

% retenido :

150

% retenido :

Total retenido

322

módulo de finura :

322 / 100 =

3,22

Veamos otro ejemplo.

Emplearemos los mismos tamices pero recurriremos a la arena A del CUADRO 2 .

Los acumulados retenido son los valores entre paréntesis en el CUADRO 2

Tamíz :

4750

% retenido :

2360

% retenido :

1180

% retenido :

600

% retenido :

300

% retenido :

150

% retenido :

Total retenido

338

módulo de finura :

338 / 100 =

3,38

Nos despedimos hasta nuestro encuentro con la emisión de la PARTE 5 .

Gracias por su lectura.-