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Agregados para concreto - Añadiendo calidad

Los agregados primarios —arena, grava y agua—mezclados adecuadamente y en cantidades precisas determinan en buena parte la calidad en el desempeño final del concreto.

Agregados-para-concreto---Añadiendo-calidad.jpg La grava y la arena concentran en las entrañas de su estructura pétrea minerales sedimentarios, metamórficos e ígneos. Los primeros son los que han acumulado residuos de fondos marinos de diversas especies desde hace millones de años; los metamórficos originalmente fueron sedimentarios para luego solidificarse y endurecerse transformándose en calizas y mármoles, mientras que los ígneos o volcánicos surgen de la erupción de volcanes cuyo material, al enfriarse, se transforma en roca.

Estos últimos son los más utilizados como agregados para concreto, ya que pueden llegar a tener mayor resistencia y peso específico, brindando así más calidad. Entre los principales tipos de rocas que comparten este origen están las andesitas —que no son propiamente producto de lava sino material piroclástico, una especie de polvo combinado con rocas de grandes dimensiones expulsadas por la erupción volcánica—. Otro tipo usual para la fabricación de agregados es el basalto, particularmente cuando se construyen pisos y pavimentos que deben ser resistentes a la abrasión. Independientemente de su origen y tipo, las rocas pueden ser densas o ligeras, y se consideran mejores elementos las más pesadas.

La composición física original en la arena y la grava es prácticamente la misma, y sólo se distinguen por el tamaño de sus partículas, siendo la arena el agregado fino y la grava el agregado grueso; asimismo, en cada una de ellas existen diferentes medidas, ya que una mezcla adecuada debe contener tanto partes finas, como grava de distintos tamaños, para que el material de menores dimensiones se acomode entre los gruesos, rellenando todos los espacios.

Los agregados ligeros usados para la construcción son obtenidos de una variedad de materiales como arcilla, esquisitos, pizarra, escoria de altos hornos, cenizas volantes, piedra pómez, diatomita, perlita y vermiculita. Las propiedades de estos agregados son muy diferentes y sus densidades varían entre 30 y 900 kg/m3; entre todos, los agregados provenientes de esquisitos, arcilla, pizarra, escoria y ceniza volante son los que poseen resistencia suficiente para su uso en concreto estructural, mientras que los otros se recomiendan en elementos que no son de carga o elementos de aislamiento.

Para la elaboración de morteros, aplanados, para pegar tabique o realizar acabados finales y texturas muy lisas se utiliza la arena más fina, que tiene un tamaño que oscila entre 1/4 y 1/8 de pulgada. La arena gruesa es más recomendable para todos los concretos en general.

En las gravas también existen diferencias, siendo las más utilizadas las de 3/4 o de una pulgada, que constituyen, según opina el ingeniero David Martínez, de Trivamex, aproximadamente el 97% de las usadas para la elaboración del concreto, aunque eventualmente se utilice de 3/8 o de 11/32 de pulgada.

Características

Entre las principales características de los agregados están la porosidad, grado de humedad, peso y tiempo de formación del yacimiento del que se han extraído, así como la sanidad, resistencia mecánica, resistencia a la abrasión, módulo de elasticidad, propiedades químicas y actividad química. La calidad del material debe ser probada antes de ser agregado al concreto. Cuando se abre un banco de material se extraen muestras que son analizadas en laboratorios que determinan su peso específico y absorción. Si el material es muy poroso su absorción es muy alta, si el material es muy denso la absorción tiende a ser baja.

Para reconocer la calidad de absorción del material se sumergen las muestras de roca en un medio húmedo durante 24 horas; la pieza es pesada antes de sumergirse y al término de la prueba, en que se analiza la saturación de líquido. A partir de esta valoración también se determina el peso específico; posteriormente se realiza la curva granulométrica, con la cual se mide el tamaño de los gránulos; esta curva es básica en la clasificación del material, ya que de un banco a otro, y aun dentro del mismo, varían mucho los tamaños.

Una vez determinadas la absorción, el peso específico y la granulometría se puede diseñar el concreto requerido de acuerdo con la resistencia especificada, misma que se prueba a 28 días, periodo en el que se completa el proceso de fraguado.

Extracción

Los yacimientos de agregados comúnmente son localizados en ríos, lagos, lechos marinos, cerros o lomas a partir de una exploración visual de las formaciones geológicas, y una vez localizados se realiza una exploración mecánica con equipos de barrenación para realizar un muestreo. Otra opción es recurrir a las cartas geológicas que han sido realizadas en algunas zonas, en donde inclusive se especifica el tipo de material existente. Una vez identificado se extrae por medios mecánicos o con explosivos si se trata de piedra muy dura.

A continuación se prosigue con el procesamiento. En el caso de la arena sólo se criba, pero si se trata de grava, se tritura en diversas fases, según se requiera, hasta que, mediante bandas de transportación arriba a una chancadoras, en donde se obtiene el material en las medidas requeridas; éste se clasifica y almacena cuidadosamente para evitar contaminación y segregación. Es recomendable que la transportación implique el menor movimiento posible ya que eso puede afectar la curva granulométrica por fractura del material.

Entre los factores que afectan nocivamente a los agregados, el principal es la contaminación derivada normalmente de la mala extracción, ya que los bancos tienen capas superficiales de vegetal, arcillas, sílice e incluso materia orgánica, que daña el concreto; si no se retira correctamente puede demeritar su calidad y resistencia, e inclusive provocar un deterioro prematuro del concreto, ya que si el agregado es químicamente inestable causa disgregación de partículas. Otros agentes contaminantes son los sulfatos y los cloruros, sales inorgánicas que al penetrar al interior afectan al cemento e incluso al acero de refuerzo.

Dos formas de limpiar la grava contaminada son: el cribado, antes de que ingrese a la chancadora, proceso mediante el cual el material es sacudido repetidas ocasiones provocando la caída de contaminantes, y el lavado, mediante chorros de agua a presión que caen a las cribas. La arena se lava mediante helicoidales inclinados, que a la vez que remueven el material con agua, ésta lo impulsa a la salida.

Un agregado bastante singular

La denominada Carlita es un mineral de perlita, industrializado, que sustituye a la grava. Es extraído de una mina en Puebla y se expande mediante un proceso de calentamiento, realizado en planta, con lo que se transforma en un material muy ligero, compuesto básicamente de sílice, alúmina, calcio y sodio. Su extraordinaria ligereza arroja densidades que van desde 100 hasta 160 kg/m3.

En México se ha utilizado por más de 40 años y se le conoce por su nombre genérico: perlita expandida. Sus principales aplicaciones tienen lugar en concretos estructurales ligeros para trabajo mecánico, aunque también resulta útil en pisos, renivelaciones, recubrimientos de trabes e incluso como concreto de compresión en puentes, dada su ligereza. La Carlita sustituye a la grava, mezclándose con el cemento, el agua y la arena, para forma un concreto ligero, pero con una resistencia que puede alcanzar hasta 250 kg/cm2 a los 28 días, y una densidad de 1,800 kg/m3 (Carlita C2).

Decalite de México fabrica tres tipos de Carlita: Carlita C2 para concretos estructurales ligeros; Carlita-A para aislamiento térmico y morteros muy ligeros, y la Carlita-Y, posible de mezclar con yeso y cemento para aislamientos contra incendio, aislamientos térmicos, acústicos y recubrimientos. En general la Carlita no sufre modificaciones con el paso del tiempo, termitas, insectos ni solventes.

Cabe concluir que Cemex, Triturados del Valle de México (Trivamex) e Imperquimia, entre otras, son algunas de las principales empresas mexicanas dedicadas desde hace años a la extracción y procesamiento de agregados pétreos para concreto; estas empresas cumplen con la normatividad para la explotación de yacimientos y se distinguen por el riguroso control de sus procesos que determinan arenas y gravas puras de alta calidad.

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