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Materiales Potencialmente Perjudiciales para los Agregados.


Las sustancias perjudiciales que pueden estar presentes en los agregados incluyen impurezas orgánicas, limo, arcilla, esquisto, óxido de hierro, carbón mineral, lignito y ciertas partículas ligeras y suaves (Tabla 5-7). Además, rocas y minerales, como el chert y el cuarzo deformado (Buck y Mather 1984) y ciertas calizas dolomíticas son reactivas con álcalis (Tabla 5-8). El yeso y la anhidrita pueden causar ataque de sulfatos. Ciertos agregados, como los esquistos causan erupciones por el hinchamiento (sencillamente por la absorción de agua) o por el congelamiento del agua absorbida (Fig. 5-18). La mayoría de las especificaciones limitan las cantidades permisibles de estas sustancias.

La historia del comportamiento de un agregado debe ser un factor determinante para la elección de los límites para las sustancias perjudiciales. Los métodos de ensayo para la detección cualitativa y cuantitativamente de las sustancias perjudiciales se presentan en la Tabla 5-7.

Los agregados son potencialmente peligrosos si contienen compuestos considerados químicamente reactivos con el concreto de cemento portland y si producen: (1) cambio significativo del volumen de la pasta, agregados o ambos, (2) interferencia en la hidratación normal del cemento y (3) otros productos secundarios dañinos.

Las impurezas orgánicas pueden retrasar el fraguado y el endurecimiento del concreto, reducir el desarrollo de la resistencia y, en algunos casos poco usuales, causar la deterioración. Las impurezas orgánicas, como las turbas, los humus y las margas orgánicas pueden no ser tan perjudiciales, pero se los deben evitar.

Los materiales más finos que 75 µm (tamiz No. 200), especialmente el limo y la arcilla, pueden estar presentes como polvo suelto y pueden formar un revestimiento en las partículas de agregados. Incluso hasta los revestimientos finos de limo o arcilla, sobre las partículas de agregado grueso, pueden ser dañosos, pues debilitan la adherencia entre la pasta de cemento y el agregado. Si ciertos tipos de limo o arcilla están presentes en cantidades excesivas, la demanda de agua puede aumentar significantemente.

Hay una tendencia de algunos agregados finos en degradarse por la acción de molienda en la mezcladora de concreto. Este efecto, que se mide por la ASTM C 1137, puede alterar la demanda de agua de mezcla, de aire incluido y los requisitos de revenimiento (asentamiento).

El carbón mineral o el lignito u otros materiales de baja densidad como la madera y los materiales fibrosos, cuando presentes en grandes cantidades, afectan la durabilidad del concreto. Si estas impurezas ocurren en la superficie o cerca de ella, se pueden desintegrar, causar erupciones manchas. Los cherts potencialmente dañinos en el agregado grueso se pueden identificar a través de las normas ASTM C 123 (AASHTO T 113), COVENIN 0260, NMX-C-072-1997-ONNCCE, NTC 130, NTE 0699, NTP400.023,UNIT-NM 31.

Tabla 5-7. Materiales Perjudiciales en Agregados





 Tabla 5-8. Algunos Minerales Reactivos
Potencialmente Perjudiciales y Materiales Sintéticos

*Varias rocas listadas (por ejemplo, granito, gneis y ciertas forma-
ciones de cuarzo) reaccionan muy lentamente y tal vez no enseñen
evidencias de cualquier grado nocivo de reactividad hasta que el
concreto tenga más de 20 años de edad.
**Sólo algunas fuentes de estos materiales han mostrado reactividad.


Fig. 5-18. La erupción es el desprendimiento de un pequeño
fragmento de la superficie de concreto debido a la presión
interna, que deja una depresión típicamente cónica y poco
profunda.
 
Las partículas blandas en el agregado grueso son especialmente indeseables pues pueden causar erupciones y pueden afectar la durabilidad y la resistencia al desgaste del concreto. Si son desmenuzables, se pueden romper y aumentar, aun más, la demanda de agua. Donde la resistencia a la abrasión sea importante, como en los pisos industriales, los ensayos pueden indicar que se justifica una investigación u otra fuente de agregados.

Los terrones de arcilla en el concreto pueden absorber parte del agua de mezcla, causar erupciones en el concreto endurecido y afectar la durabilidad y la resistencia al desgaste. También se pueden fracturar durante el mezclado y, como consecuencia, aumentar la demanda de agua.

Fig. 5-19. Mancha de óxido
de hierro provocada por
impurezas en el agregado.
 
Los agregados pueden eventualmente contener partículas de óxido de hierro y sulfuro de hierro que resultan en manchas antiestéticas sobre las superficies expuestas del concreto (Fig. 5-19). El agregado debe cumplir con los requisitos de manchado de la ASTM C 330 (AASHTOM 195), cuando ensayados conforme la ASTM C 641 o cumplir con COVENIN 1895, IRAM 1688, NMX-C-348, NMX-C-299, NTC 4045, UNIT-NM 35 y la frente de la cantera y las pilas del material no deben presentar manchas.

Se puede sumergir el agregado en una lechada de cal para ayudar en la identificación de manchas. Si las partículas que provocan manchado están presentes, se forma un precipitado gelatinoso verde azulado en un periodo de 5 a 10 minutos, que rápidamente se vuelve marrón al ser expuesto al aire y a la luz. La reacción se debe completar en 30 minutos. Si no se forma el precipitado gelatinoso marrón cuando se coloca el agregado en la lechada, existe poca probabilidad de que ocurra cualquier reacción en el concreto.

Estos ensayos son necesarios cuando se usan agregados sin ningún registro de empleo anterior en concreto arquitectónico bien sucedido.

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