La contaminación de los agregados se manifiesta sobre el concreto minorizando su resistencia, afectando directamente la durabilidad de los ele,entos y perjudicando su apariencia externa. En la construcción alteran el proceso de mezclado, al incrementarse la demanda de agua para la mezcla y retardándose el proceso de fraguado. De acuerdo al tipo de acción, podemos clasificar los contaminantes como de carácter físico o químico. Los físicos actúan exteriormente en el  agregado, como es el caso de los finos y de las partículas adheridas, o de manera externa, como los elementos con exceso de poros o partículas de diferente expansión térmica.

Los contaminantes químicos se diferencian según actúen directamente sobre el cemento. como las impurezas orgánicas; o independientes del aglomerante como los materiales solubles. Frecuentemente los agregados presentan algún grado de contaminación. pero la norma determina el porcentaje máximo admisible. Los elementos perjudiciales que generalmente se encuentra en los agregados son: los muy finos, que exigen exceso de agua; los recubrimientos que afectan la adherencia; las partículas débiles. inestables o impurezas. que actúan sobre la hidratación. Los excesos, en la mayoría de los casos, pueden eliminar

 IMPUREZAS ORGÁNICAS

En muchos casos los agregados para el concretopueden estar contaminados con materias orgánicas, originadas por la descomposición de elementos vegetales, en forma de margas orgánicas. Estas impurezas pueden afectar las reacciones de hidratación, modificando el fraguado o reduciendo la resistencia, El control inicial del agregado se realiza de manera cualitativa, mediante una prueba colorimétrica, aplicable especialmente a las arenas. El valor de este ensayo es indicar la presencia potencial de compuestos orgánicos, nocivos permitiendo así la realización de ensayos adicionales de mayor precisión.

El procedimiento de ensayo consiste en comparar una solución de referencia, de color-patrón, con la coloración de líquido que sobrenada, después de un período de 24 horas, sobre una muestra de arena, de aproximadamente 500 g, luego de mezclada con una solución al 3% de hidróxido de sodio en agua. La solución de referencia, debe ser preparada, en cada caso, disolviendo bicromato de potasio (K2Cr2O7) (grado de reactivo) en ácido sulfúrico concentrado (peso específico 1,84) a razón de 0,250 g, por 100 cm3 de ácido. Cuando el color del líquido de la muestra de ensayo es más oscuro que el color de referencia, se puede inferir la presencia de materia orgánica.

Para el caso que sea positivo, se establece una prueba adicional, consistente en comparar la resistencia de la compresión de mortero, fabricados con la arena cuestionada y otra reconocida como sana. En el caso de que la resistencia obtenida estuviera por debajo del 95% de la alcanzada con la arena patrón, no deberá emplearse el agregado, por inadecuado.

PARTÍCULAS LIVIANAS

Los materiales con un una densidad baja , como el carbón, los materiales fibrosos y la madera, pueden afectar la durabilidad del concreto. Las normas establecen el máximo de partículas livianas permisible, las mismas que son evaluadas mediante separación por suspensión en líquido de alta densidad, Los compuestos utilizados son los siguientes:

REACTIVOS DE ALTA DENSIDAD

El procedimiento consiste básicamente en introducir la muestra en un recipiente que contiene el líquido de ensayo, en un volumen por lo menos igual a 3 veces el volumen absoluto del agregado, agitando luego y retirando las partículas que flotan. En el caso de la arena, se realiza una operación de decantación. El resultado se expresa en porcentaje, como el cociente del peso seco de las partículas decantadas y el peso de la muestra de ensayo.

MATERIAL MAS FINO QUE LA MALLA N°200

Los materiales finos, constituido por arcilla y limo, se presenta recubriendo el agregado grueso, o mezclado con la arena. En el primer caso, afecta la adherencia del agregado y la pasta; en el segundo, incrementa los requerimientos de agua de mezcla. En principio, un moderado porcentaje de muy finos puede favorecer la trabajabilidad, pero su incremento afecta la resistencia del concreto.

El procedimiento de ensayo consiste en lavar una muestra de agregado y pasar el agua de lavado a través del tamiz N° 200 de 74 micrones. La pérdida de masa resultante del lavado se calcula como un porcentaje de la masa de la muestra original y es expresada como la cantidad de material que pasa el tamiz. La muestra de ensayo deberá tener el peso que corresponde a la siguiente tabla:

PESO MÍNIMO REQUERIDO DE LA MUESTRA DE ENSAYO

PARTÍCULAS INESTABLES

Algunos elementos que contaminan los agregados no mano tienen su integridad o experimentan en contacto con el agua expansiones destructivas. Tal es el caso de la pizarra y otras partículas de baja densidad. En otros casos, inclusiones blandas, como el carbón, pueden hincharse y causar roturas en el concreto. La presencia de estas partículas se determina por la prueba de decantación en líquido denso.

Las piritas de hierro presentan características expansivas, al reaccionar con el aluminato cálcico del cemento. La mica puede alterarse en el proceso de hidratación del cemento, además de requerir un exceso de agua de mezcla.

PARTÍCULAS DELEZNABLES

Este tipo de inclusiones afecta la calidad del concreto. La determinación de las partículas deleznables se efectúa de la siguiente manera: La muestra se extiende en una capa delgada sobre el fondo de un recipiente y se cubre con agua pura por un período de 24 horas. Las partículas que pueden desintegrarse con los dados hasta reducirla a material fino, se clasifican como terrones de arcilla o partículas deleznables.

La rotura de las partículas desintegrables debe efectuarse por compresión y deslizamiento entre los dedos pulgar e índice. Las partículas no deben romperse con las uñas ni comprimirse contra superficies duras. Luego de que todas las partículas desintegrables se han roto, la muestra se tamizará por vía húmeda. El tamaño de la muestra está dado por la siguiente tabla:

TAMAÑO DE LA MUESTRA A TAMIZAR POR VÍA HÚMEDA

Los tamices de lavado serán el N° 20 (8.41 micrones) para la arena y el N° 4 (4.76 mm) para la piedra. El porcentaje de partículas deleznables se expresa como el cociente del peso de la muestra y el peso de las partículas deleznables tamizadas

REGIONES CLIMÁTICAS

Las regiones climáticas son definidas como sigue, en términos del índice climático:

(S) Región Climática Severa – Indice Climático mayor de 500 días – pulgadas (1270 días – cm)

(M) Región Climática Moderada – Indice Climático de 100 a 500 días – pulgadas (254 .. 1270 días – cm)

(N) Región Climática Suave – Indice Climático menor de 100 días – pulgadas (254 días – cm)

Estas limitaciones se aplican sólo a agregados en los que el horsteno aparece como una impureza, no se aplican a cascajo en el que predomina el horsteno. Las limitaciones de estabilidad de tales agregados deben estar basadas en registros de comportamiento en el ambiente en el que ha de emplearse. Este porcentaje puede ser incrementado bajo una de las siguientes condiciones:

a): si el material más fino que 74 micrones está esencialmente libre de arcilla o esquisto, el porcentaje puede ser incrementado a 1.5

b): si se sabe que la fuente del agregado fino a emplearse en el concreto contiene menos que la cantidad máxima especificada que pase la malla 75 micrones el porcentaje límite (L) de la cantidad de agregado grueso puede ser incrementado a

 L = 1 + ( (P) / (100 – P) ) (T-A)

donde P = porcentaje de arena en el concreto como un porcentaje del agregado total, T = límite de la cantidad permitida en el agregado fino y A = la cantidad real del agregado fino, (Esto provee un cálculo de pesaje diseñado a limitar la masa máxima que pasa la malla 75 micrones en el concreto a la que sería obtenida si tanto el agregado fino como el grueso fuesen suministrados al porcentaje máximo tabulado para cada uno de estos ingredientes.)

ÍNDICE CLIMÁTICO

El efecto del clima está relacionado con el Indice climático que, para cualquier localidad, es el producto del promedio anual del número de días de ciclo de congelamiento y el promedio anual de la precipitación pluvial en el invierno, en pulgadas (o centímetros). Un día de Ciclo de Congelamiento es cualquier día durante el cual la temperatura del aire queda debajo de 32° F (O° C).

El promedio del número de días de ciclo de congelamiento en un año puede ser tomado como igual a la diferencia entre la media del número de días en los que la temperatura mínima fue 32° F (O° C) o más bajo, y la media del número de días durante los cuales la máxima temperatura fue 32° F (0° C) ó menos. La precipitación pluvial de invierno es la suma, en pulgadas (o centímetros) de la medida mensual de la precipitación (pluvial) corregida durante el período entre e Incluyendo la fecha normal de la ocurrencia de la primera congelación (32° F, 0° C) en el otoño y la fecha normal de la última ocurrencia de congelamiento (32° F 0° C) en la primavera.

La precipitación pluvial en invierno es igual al total de la precipitación menos un décimo del total de la precipitación de nieve, cellisca y granizo. La caída de lluvia para una porción del mes porratea.

Referencias:

Normas ASTM C. 33; C 142; C 117; C 87; C 40.

RIVVA LÓPEZ, ENRIQUE. Supervisión del concreto en obra. Instituto de la Construccion y Gerencia.Lima, Junio 2010.

RIVVA LÓPEZ, ENRIQUE. Materiales para el concreto. Institución de la Construcción y Gerencia,Lima, 2008.

GONZÁLES SANDOVAL,FEDERICO.Supervisión de obras de concreto.Editorial Limusa (Noriega Editores – México). Segunda Edición. 2009.