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NTP 339.243

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NORMA TÉCNICA NTP 339.

243
PERUANA 2021
Dirección de Normalización - INACAL
Calle Las Camelias 817, San Isidro (Lima 27) Lima, Perú

CONCRETO. Nomenclatura descriptiva normalizada para


constituyentes de los agregados para el concreto
CONCRETE. Standard description nomenclature for constituents of concrete aggregates

2021-10-29
2ª Edición

R.D. N° 027-2021-INACAL/DN. Publicada el 2021-11-15 Precio basado en 30 páginas


I.C.S.: 01.040.91; 91.100.10 ESTA NORMA ES RECOMENDABLE
Descriptores: agregados; agregados artificiales, carbonatos, arcillas; hormigón; feldespatos, minerales
ferromagnesianos; rocas ígneas; óxidos de hierro; sulfuros de hierro, rocas metamórficas; micas; minerales;
nomenclatura; hormigón reciclado, rocas, rocas sedimentarias, sílice, sulfatos; zeolitas

© ASTM 2019 - © INACAL 2021

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AGREGADOS, CONCRETO, CONCRETO ARMADO Y CONCRETO PRETENSADO.
© ASTM 2019

Todos los derechos son reservados. A menos que se especifique lo contrario, ninguna parte de esta
publicación podrá ser reproducida o utilizada por cualquier medio, electrónico o mecánico, incluyendo
fotocopia o publicándolo en el Internet o intranet, sin permiso por escrito del INACAL, representante en
territorio peruano.

© INACAL 2021

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publicación podrá ser reproducida o utilizada por cualquier medio, electrónico o mecánico, incluyendo
fotocopia o publicándolo en el internet o intranet, sin permiso por escrito del INACAL.

INACAL

Calle Las Camelias 817, San Isidro


Lima - Perú
Tel.: +51 1 640-8820
publicaciones@inacal.gob.pe
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AGREGADOS, CONCRETO, CONCRETO ARMADO Y CONCRETO PRETENSADO.
ÍNDICE

página

ÍNDICE ii

PROLOGO iv

1 Objeto y campo de aplicación 1

2 Referencias normativas 2

3 Términos y definiciones 3

Constituyentes de agregados minerales naturales 3

4 Clases y tipos 3

5 Minerales de sílice 5

6 Feldespatos 6

7 Minerales ferromagnésicos 6

8 Minerales micáceos 7

9 Minerales de arcilla 7

10 Zeolitas 8

11 Minerales de carbonatos 9

12 Minerales de sulfato 9

13 Minerales de sulfuro de hierro 10

14 Minerales de óxido de hierro, anhidro e hidratado 10

Descripciones de las rocas igneas 11

15 Generalidades 11

16 Rocas plutónicas 11

17 Rocas ígneas extrusivas de grano fino y vidrioso 12

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Descripciones de rocas sedimentarias 14

18 Generalidades 14

19 Conglomerados, areniscas y cuarcitas 14

20 Arcillas, lutitas, argilitas y limolitas 15

21 Rocas carbonatadas 16

22 Pedernal 17

Descripción de las rocas metamorficas 18

23 Generalidades 18

24 Rocas metamórficas 19

Constituyentes del agregado artificial 21

25 Generalidades 21

26 Agregados artificiales 21

ANEXO A (INFORMATIVO) 27

ANEXO B (INFORMATIVO) 29

BIBLIOGRAFIA 30

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PRÓLOGO

A. RESEÑA HISTÓRICA

A.1 El Instituto Nacional de Calidad - INACAL, a través de la Dirección de


Normalización, es la autoridad competente que aprueba las Normas Técnicas Peruanas a
nivel nacional. Es miembro de la Organización Internacional de Normalización (ISO) y
la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), en representación del país.

A.2 La presente Norma Técnica Peruana ha sido elaborada por el Comité


Técnico de Normalización de Agregados, agregados, concreto, concreto armado y
concreto pretensado, mediante el Sistema 2 u Ordinario, durante los meses de julio a
setiembre del 2020, utilizando como antecedente a la norma ASTM C294:2019 Standard
Descriptive Nomenclature for Constituents of Concrete Aggregates.

A.3 El Comité Técnico de Normalización de Agregados, concreto, concreto


armado y concreto pretensado presentó a la Dirección de Normalización – DN-, con fecha
2021-01-13, el PNTP 339.243:2020, para su revisión y aprobación, siendo sometido a la
etapa de discusión pública el 2021-05-17. No habiéndose recibido observaciones, fue
oficializada como Norma Técnica Peruana NTP 339.243:2021 CONCRETO.
Nomenclatura descriptiva normalizada para constituyentes de los agregados para el
concreto, 2ª Edición, el 15 de noviembre de 2021.

A.4 Esta segunda edición de la NTP 339.243 reemplaza a la NTP 339.243:2014


(revisada el 2019) CONCRETO. Nomenclatura descriptiva de los constituyentes de los
agregados para el concreto, 1ª Edición, la cual ha sido revisada técnicamente y contiene
los siguientes cambios: se actualizó el Capítulo 21 Rocas carbonatadas. La presente
Norma Técnica Peruana presenta cambios editoriales referidos principalmente a
terminología empleada propia del idioma español y ha sido estructurada de acuerdo a las
Guías Peruanas GP 001:2016 y GP 002:2016.

B. INSTITUCIONES QUE PARTICIPARON EN LA ELABORACIÓN


DE LA NORMA TÉCNICA PERUANA

Secretaría Asociación de Productores de Cemento –


ASOCEM

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AGREGADOS, CONCRETO, CONCRETO ARMADO Y CONCRETO PRETENSADO.
Presidente Carlos Ferraro Rey

Secretario Juan Avalo Castillo

ENTIDAD REPRESENTANTE

ARPL Tecnología Industrial S. A. Miguel Sandoval Delgado

Caliza Cemento Inca S. A. Marco Correa Saldaña

CONCREMAX S. A. Paola Niño de Guzmán

Corporación Aceros Arequipa S. A. Ricardo Gutiérrez Lara

Ministerio de Transportes y Comunicaciones Mario Dimas Gamarra


DG de Caminos y Ferrocarriles
Dirección de Estudios Especiales

Mota Engil Perú S. A. David Nuno Goncalves

Pontificia Universidad Católica del Perú Juan Francisco Ginocchio

QSI Perú S. A. Milán Pejnovik Kapa

SENCICO Vanna Guffanti Parra

Sika Perú S. A. Osmar Valverde Baltazar

UNICON S. A. Victor Rondoy López

UNI - Facultad Ingeniería Civil Rafael Cachay Huamán

Universidad de Ingeniería y Tecnología - Elba Rosaura Vásquez

Consultor Carlos Adolfo Guerra

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CONCRETO. Nomenclatura descriptiva normalizada para


constituyentes de los agregados para el concreto

1 Objeto y campo de aplicación

Esta Norma Técnica Peruana especifica las características de algunos de los materiales más
importantes o más comunes, naturales y artificiales, que componen los agregados minerales
Las descripciones proporcionan una base para la comprensión de estos términos que se
aplican a los agregados de concreto. Cuando sea apropiado, se plantean breves observaciones
acerca de los efectos potenciales del uso de los materiales naturales y artificiales en el
concreto.

NOTA 1: Estas descripciones caracterizan los minerales y las rocas a medida que se presentan en la
naturaleza y en la escoria de alto horno o agregados livianos que se preparan por la alteración de la
estructura y composición del material natural. La información sobre agregados livianos se proporciona
en las normas ASTM C330, ASTM C331y ASTM C332.

Esta Norma Técnica Peruana no se aplica para descripciones de los componentes de los
agregados utilizados en el concreto de protección contra la radiación. Véase la descripción
de la ASTM C638.

Los valores indicados en unidades SI deben considerarse estándar. No se incluyen otras


unidades de medida en esta norma.

Esta nomenclatura descriptiva proporciona información sobre los términos comúnmente


aplicados a los agregados de concreto. Esta Norma Técnica Peruana tiene por objeto ayudar
a entender el significado y el sentido de los términos.

Muchos de los materiales descritos se presentan con frecuencia como partículas que no
muestran todas las características indicadas en las descripciones de la presente Norma
Técnica Peruana, y, por otro lado, la mayoría de tipos de rocas descritas comprenden a
variedades que satisfacen una característica, así como a otras variedades que cumplen con
todas las etapas intermedias que pueden presentar.

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La identificación precisa de las rocas y minerales pueden hacerse, en muchos casos, por un
geólogo, mineralogista o petrógrafo calificado, utilizando los equipos y los procedimientos
de estas ciencias. La referencia a estas descripciones puede, sin embargo, servir para indicar
o prevenir graves errores en la identificación. La identificación de los materiales
constituyentes puede ayudar en la caracterización de sus propiedades de ingeniería, pero la
identificación sola no puede constituir la base exclusiva para la predicción del
comportamiento de los agregados en la utilización. Los agregados de cualquier tipo o
combinación de tipos pueden actuar bien o mal en la aplicación en función de la exposición
a la que se somete el concreto, las propiedades físicas y químicas de la matriz en la que están
incrustados, su condición física a la vez que se utilizan, y otros factores. Los constituyentes
que pueden presentarse sólo en cantidades menores en el agregado, pueden o no influir
decisivamente en su desempeño.

2 Referencias normativas

Los siguientes documentos a los cuales se hace referencia en el texto constituyen requisitos
de esta Norma Técnica Peruana en parte o en todo su contenido. Para las referencias con
fecha, sólo se aplica la edición citada. Para referencias sin fecha se aplica la última edición
del documento de referencia (incluyendo cualquier modificación).

2.1 Normas Técnicas Nacionales

NTP 339.047:2014 CONCRETO. Definiciones y terminología


(revisada el 2019) relativas al concreto y agregados

NTP 334.067:2019 CEMENTOS. Método de ensayo para


determinar la reactividad potencial alcalina
de combinaciones cemento-agregado.
Método de la barra del mortero

NTP 334.099:2019 CEMENTOS. Método de ensayo para


determinar la reactividad potencial álcali-
sílice de los agregados. Método químico

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2.2 Normas Técnicas de Asociación

ASTM C330/C330M Especificaciones para agregados ligeros para


concreto estructural

ASTM C331/C331M Especificación para agregados livianos para


unidades de albañilería de concreto

ASTM C332 Especificaciones para áridos ligeros para


concreto aislante

ASTM C638 Nomenclatura descriptiva de constituyentes


de agregados para concreto blindado contra
radiación

3 Términos y definiciones

Para propósitos de esta Norma Técnica Peruana se aplican los términos y definiciones dados
en la NTP 339.047.

Constituyentes de agregados minerales naturales

4 Clases y tipos

4.1 Los materiales utilizados como agregados minerales naturales son minerales
y rocas.

4.2 Los minerales son sustancias de orígenes naturales inorgánicos de


composición química definida más o menos y por lo general de una estructura cristalina
específica. La naturaleza física de los minerales que forman rocas y los aspectos de la
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química de los cristales determinan las propiedades físicas y químicas importantes de


agregados minerales naturales. Algunos conjuntos de minerales que forman rocas poseen
cualidades convenientes para su utilización como agregados en materiales cementosos.

4.2.1 Los minerales se caracterizan por sus propiedades cristalográficas, físicas y


ópticas y su composición química. Las propiedades cristalográficas de los minerales pueden
ser determinadas por difracción de rayos X y propiedades ópticas (1-6). Las propiedades
físicas de los minerales incluyen, pero no se limitan a la morfología de los cristales, clivaje,
fractura, dureza, peso específico, brillo, color, color de la raya o polvo fino, magnetismo,
luminiscencia, y piroelectricidad (7). Las propiedades ópticas de los minerales incluyen,
pero no se limitan al índice de refracción, birrefringencia, signo óptico, pleocroísmo y el tipo
de elongación (2-5). Los métodos para determinar la composición química de los minerales
incluyen, pero no se limitan al estudio de algunas propiedades ópticas (5), fotometría de
llama (7,8), pruebas rápidas locales de sustancias químicas (9,10), diversas técnicas de
tinción (11), fluorescencia de rayos X y microscopía electrónica (12-14).

4.2.2 Diferentes minerales pueden tener la misma composición química pero


diferentes propiedades cristalográficas y físicas. Tales conjuntos de minerales son conocidos
como polimorfos. Distinguir entre algunos polimorfos puede ser importante para determinar
la idoneidad de los agregados para su utilización en materiales cementosos.

4.3 Las rocas se clasifican según su origen en tres grandes divisiones: ígneas,
sedimentarias y metamórficas. Estos tres grupos principales se subdividen en tipos según su
composición mineral y química, textura y la estructura interna. La mayoría de las rocas se
componen de varios minerales pero algunos se componen de sólo un mineral. Algunos
ejemplos de ello son la roca cuarcita compuesta exclusivamente por el mineral de cuarzo, y
ciertas calizas, compuestas exclusivamente por el mineral calcita. Los granos individuales
de arena frecuentemente están compuestas de fragmentos de rocas o granos libres de un solo
mineral, especialmente en los tamaños más finos.

4.3.1 Las rocas ígneas se forman por solidificación de materia fundida, ya sea en la
superficie de la tierra o por debajo de ella.

4.3.2 Las rocas sedimentarias se forman cerca de la superficie terrestre por la


acumulación y consolidación de los productos de la meteorización y la erosión de las rocas
existentes o por precipitación de química directa. Las rocas sedimentarias se pueden formar
a partir de rocas ígneas preexistentes, rocas metamórficas o rocas sedimentarias.

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4.3.3 Las rocas metamórficas se forman a partir roca ígnea preexistente,


sedimentarias, rocas metamórficas o por la acción de calor o presión, o ambos.

5 Minerales de sílice

5.1 Cuarzo: Es un mineral duro, muy común, compuesto de sílice (SiO2). Se


puede rayar con el vidrio y no se raya por un cuchillo. En estado puro es incoloro (vítreo),
brillo vitroso y se fractura en forma conocoidal. No presenta un clivaje visible (la capacidad
de romperse en direcciones definidas a lo largo de los planos) y, cuando está presente en
grandes rocas como el granito, por lo general no tiene una forma característica. Es resistente
a la intemperie y por lo tanto es un componente importante de muchos depósitos de arena y
grava y muchas piedras areniscas. También es abundante en muchas rocas ígneas y
metamórficas de color claro. Algunos cuarzos deformes, o intensamente fracturados
(granulados) y cuarzo microcristalinos pueden ser reactivos potencialmente perjudiciales
con los álcalis en la pasta de cemento hidráulico.

5.2 Ópalo: Es una forma hidratada de sílice (SiO2 • nH2O) que se presenta sin
una forma externa característica, sin embargo, bajo el microscopio de polarización o con
difractometría de rayos X muestra algunas evidencias de disposición cristalina interna
aunque pobres. El ópalo tiene un contenido de agua variable, que va generalmente de 3 % a
9 % . La gravedad específica y la dureza específica son siempre menores que las de cuarzo.
El color es variable y el brillo es resinoso a vítreo. Por lo general se encuentra en las rocas
sedimentarias, especialmente algunos pedernales y es el principal constituyente de la
diatomita. También se encuentra como un material secundario de relleno de cavidades y
fisuras en las rocas ígneas y puede presentarse como un revestimiento sobre la grava y la
arena. El reconocimiento del ópalo en los agregados es importante porque es un reactivo
potencialmente perjudicial con los álcalis en la pasta de cemento hidráulico o con los álcalis
de otras fuentes, tales como agregados que contienen zeolitas o agua subterránea.

5.3 Calcedonia: La calcedonia ha sido tradicionalmente considerada como un


mineral distinto y una variedad de cuarzo. Está compuesto de una mezcla de fibras
microscópicas de cuarzo con un gran número de poros submicroscópicas llenos de agua y
aire. Las propiedades de la calcedonia son intermedios entre las del ópalo y del cuarzo, de la
que a veces se puede distinguir sólo mediante los ensayos de laboratorio. Se presenta
frecuentemente como un constituyente de la roca de pedernal o en vetillas en rocas
sedimentarias y es un reactivo potencialmente perjudicial con los álcalis en la pasta de
cemento hidráulico.

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5.4 Tridimita y cristobalita: son formas cristalinas de alta temperatura de sílice


(SiO2), a veces se encuentran en las rocas volcánicas. Son metaestable a temperaturas y
presiones ordinarias. Son minerales raros en los agregados, excepto en las zonas donde las
rocas volcánicas son abundantes. Un tipo de cristobalita es un componente común del ópalo.
La tridimita y la cristobalita son reactivos potencialmente perjudiciales con los álcalis en la
pasta de cemento hidráulico.

6 Feldespatos

6.1 Los minerales del grupo de feldespato son la mayoría de los minerales que
forman rocas abundantes en la corteza de la tierra. Son componentes importantes de los tres
principales grupos de rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas. Dado que todos los
feldespatos tienen buen clivaje en dos direcciones, las partículas de feldespato generalmente
muestran varias superficies lisas. Con frecuencia, las superficies de clivaje lisas muestran
líneas paralelas finas. Todos los feldespatos son un poco menos duro que el cuarzo, y pueden
ser rayados por vetas de cuarzo y cuando está fresco se puede fácilmente rayar con una
moneda. Los diferentes integrantes del grupo se diferencian por su composición química y
las propiedades cristalográficas. Los feldespatos ortoclasa, sanidina y microclino son
silicatos de aluminio y potasio y se refieren con frecuencia como feldespatos de potasio. Los
feldespatos plagioclasa incluyen tanto aquellos que son silicatos de sodio y aluminio y
silicatos de calcio y aluminio, como ambos silicatos de sodio de aluminio y calcio. Este
grupo, que se refiere con frecuencia como el grupo "de sosa-cal", incluye una serie continua
de minerales, con propiedades que varían en la composición química y las propiedades
ópticas, que va desde la albita, el feldespato de sodio y aluminio, a la anortita, el feldespato
de aluminio de calcio, con miembros intermedios de la serie designada oligoclase, andesina,
labradorita y bitownita. Los feldespatos de potasio y feldespatos plagioclasas ricos en sodio
se presentan típicamente en las rocas ígneas, tales como el granito y riolitas, mientras que,
los feldespatos plagioclasas de mayor contenido de calcio se encuentran en rocas ígneas de
menor contenido de sílice, como diorita, gabro, andesita y basalto.

7 Minerales ferromagnesicos

7.1 Muchas rocas ígneas y metamórficas contienen minerales verdes oscuro a


negro, que son generalmente silicatos de hierro o magnesio, o de ambos. Incluyen los
minerales de los grupos anfíboles, piroxenos y olivino. El mineral anfíbol más común es la
hornablenda, el mineral piroxeno más común es la augita, y el mineral olivino más común
es forsterita. La mica oscura, tal como biotita y flogopita, se consideran también minerales
ferromagnesianicos. Los minerales del anfíbol y piroxenos son de color marrón a verde a
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negro y generalmente se presentan como unidades prismáticas. El olivino es generalmente


de color verde oliva, aspecto vítreo, y por lo general alterado. La biotita tiene un excelente
clivaje y puede fácilmente separarse en escamas y placas delgadas. Estos minerales se
pueden encontrar como componentes de una variedad de rocas, en arenas y gravas. El olivino
se encuentra sólo en las rocas ígneas oscuras, donde el cuarzo no está presente y en las arenas
y gravas cerca de la fuente olivino.

8 Minerales micáceos

8.1 Los minerales micáceos tienen clivaje perfecto en una dirección y se pueden
dividir fácilmente en escamas finas. Los minerales de mica del grupo de la moscovita son
incoloro a verde claro; los del grupo de la biotita presentan colores variables de marrón
oscuro a negro o verde oscuro; del grupo de la lepidolita, blanco a rosado, rojo o amarillo; y
del grupo de la clorita muestra tonos verdes. Otra mica, la flogopita, es similar a la biotita,
comúnmente tiene un lustre nacarado y color bronce, y con menos frecuencia es de color
rojo amarronado, verde o amarillo. Los minerales de mica son comunes y se presentan en
rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas, y son también comunes componentes
minoritarios y trazas en muchas arenas y gravas. Los minerales moscovita, biotita, lepidolita,
flogopita muestran clivaje en escamas con placas elásticas; los minerales de clorita, en
cambio, presentan placas inelásticas. La vermiculita (un mineral similar a la mica) se forma
por la alteración de otras micas y es de color marrón y tiene un brillo de bronce.

8.2 Debido que los materiales micáceos tienen una gran superficie, estos pueden
influir en las propiedades del concreto recién mezclado y endurecido. Los agregados con un
alto contenido de mica pueden reducir la trabajabilidad del concreto, ya que, por un lado
incrementan la demanda de agua (15). y, por otro lado, debido a su forma y clivaje perfecto,
empobrecen la adherencia a la pasta de cemento (16).

9 Minerales de arcilla

9.1 El término "arcilla" se refiere al material natural compuesto de partículas en


un rango de tamaño específico de menos de 2 m (0,002 mm). En mineralogía, la arcilla se
refiere a un grupo de minerales estratificados de silicato incluyendo la mica arcillosa, el
grupo del caolín, cloritas divididas muy finamente y las arcillas hinchables - esméctica
incluyendo montmorillonitas. Los miembros de varios grupos, particularmente micas,
cloritas y vermiculitas, se presentan tanto en tamaños correspondientes a la gama de arcilla

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como en tamaños más grandes. Algunas arcillas se componen de capas alternas de dos o más
grupos de arcilla. Ambos tipos de entre capas se pueden encontrar al azar o en formaciones
regulares. Si la esméctica es un constituyente importante en tales mezclas, entonces cambios
bastantes grandes de volumen se pueden producir por humedecimiento y durante el secado.

9.2 Los minerales de arcilla son de silicatos hidratados de aluminio, magnesio y


hierro, que pueden contener calcio, magnesio, potasio, sodio y otros cationes
intercambiables. Se forman por la alteración y erosión de otros silicatos y vidrio volcánico.
Los minerales de arcilla son los principales constituyentes de las arcillas y lutitas. Se
encuentran diseminados en las rocas carbonatadas en las juntas y bolsones y rocas ígneas y
metamórficas alteradas y degradadas. Las arcillas se pueden encontrar también como matriz,
rellenos de poros y como material de cementación en areniscas y otras rocas sedimentarias.

9.3 La mayoría de las partículas de agregado compuesto de, o que contiene, una
gran proporción de los minerales de arcilla son suaves, debido a la gran área de superficie
interna de los componentes que son porosos. Algunos de estos agregados se desintegrarán
cuando se humedece. Las rocas, en la que la matriz de cementación es principalmente de
arcilla, tales como areniscas unidos de arcilla y rocas en la que los minerales de arcilla
hinchados (tipo esmectita) están presentes como una fase continua o matriz, tal como en
algunas rocas volcánicas alteradas, puede saturarse de agua o puede desintegrarse en la
mezcladora de concreto. Las rocas de este tipo no son adecuadas para su uso como
agregados. Las rocas que tienen estas propiedades menos desarrolladas, se desgastan de
forma considerable durante la mezcla, liberando la arcilla, incrementando los requerimientos
de agua del concreto que los contiene. Cuando estas rocas están presentes en el concreto
endurecido, se presentará una mayor variación en el volumen durante el humedecimiento y
secado, que el concreto similar que contiene agregados no hinchable.

10 Zeolitas

10.1 Los minerales de zeolita son un gran grupo de silicatos de aluminio hidratados
de los elementos alcalinos y alcalino-térreos, que son suaves y por lo general de color blanco
o de color claro. Se forman como un relleno secundario en cavidades o fisuras en rocas
ígneas, o dentro de la roca en sí misma como un producto de alteración hidrotermal de
minerales originales, especialmente feldespatos. Algunas zeolitas, especialmente heulandita,
natrolita y laumontita, supuestamente, producen efectos nocivos en el concreto, las dos
primeras han sido citadas por elevar el contenido alcalino en el concreto, por la liberación
de los álcalis a través de intercambio catiónico y, por lo tanto, el aumento de la reactividad
álcali cuando están presentes constituyentes de los agregados álcali-reactivos. La laumontita
y su variedad parcialmente deshidratado leonardita son notables por su cambio sustancial de
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volumen por humedecimiento y durante el secado. Ambos se encuentran en las rocas como
dioritas de cuarzo y algunas areniscas.

11 Minerales de carbonatos

11.1 El mineral de carbonato más común es la calcita (carbonato de calcio,


CaCO3). El mineral dolomita consiste de carbonato de calcio y carbonato de magnesio
(CaCO3 • MgCO3 o CaMg (CO3)2) en cantidades equivalentes moleculares, que son 54,27 y
45,73 por ciento en masa, respectivamente. Tanto la calcita y la dolomita son relativamente
blandos, la dureza de la calcita es 3 y la de la dolomita de 3 ½ a 4 en la escala de Mohs, y se
rayan fácilmente con un cuchillo. Tienen clivaje romboédrico, lo que supone una ruptura en
fragmentos con lados lisos de forma de paralelogramo. La calcita es soluble con
efervescencia vigorosa en ácido clorhídrico diluido frío; la dolomita es soluble con
efervescencia lenta en ácido clorhídrico diluido frío y con efervescencia vigorosa, si el ácido
o la muestra se calienta o si se pulveriza la muestra.

12 Minerales de sulfato

12.1 Las rocas carbonatadas y lutitas pueden contener sulfatos como impurezas.
El mineral más abundante es el sulfato de yeso (sulfato de calcio hidratado, CaSO4 • 2H2O);
la anhidrita (sulfato de calcio anhidro, CaSO4) es menos común. El yeso es, generalmente,
de color blanco o incoloro y se caracteriza por un clivaje perfecto a lo largo de un plano y
por su suavidad, que representa una dureza de 2 en la escala de Mohs; se raya fácilmente
con la uña. El yeso puede formar un polvo de color blanquecino o recubrimiento de cristalino
en la arena y la grava. Es ligeramente soluble en agua.

12.2 La anhidrita se asemeja a la dolomita en una muestra durante la manipulación,


pero tiene tres líneas de clivaje en ángulo recto; es menos soluble en ácido clorhídrico que
la dolomita, no es efervescencia y es ligeramente soluble en agua. La anhidrita es más dura
que el yeso. El yeso y la anhidrita que están presentes en los agregados pueden causar ataque
de sulfatos en el concreto y el mortero.

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13 Minerales de sulfuro de hierro

13.1 Los sulfuros de hierro, pirita, marcasita y pirrotita se encuentran con


frecuencia en los agregados naturales. La pirita se encuentra en rocas ígneas, sedimentarias
y metamórficas; la marcasita es mucho menos común y se encuentra principalmente en rocas
sedimentarias; la pirrotita es menos común, pero puede ser encontrada en muchos tipos de
rocas ígneas y metamórficas. La pirita es amarilla latón y la pirrotita es marrón bronce y
ambas tienen un brillo metálico. La marcasita también es metálica, pero de color más claro
y los sulfuros de hierro finamente triturados son de color negro hollín. La pirita se encuentra
a menudo en cristales cúbicos. La marcasita se oxida fácilmente con la liberación de ácido
sulfúrico y la formación de óxidos e hidróxidos de hierro y, en un grado mucho menor,
sulfatos; la pirita y la pirrotita lo hacen con menor facilidad. La marcasita y ciertas formas
de pirita y pirrotita reaccionan en el mortero y concreto, la producción de una mancha marrón
acompañada de un aumento en el volumen, se ha informado como una fuente de
desconchadura en el concreto. Las formas reactivas de sulfuros de hierro pueden ser
reconocidos por la inmersión en agua de cal saturada (solución de hidróxido de calcio); la
exposición al aire de las variedades reactivas producen un recubrimiento marrón dentro de
unos pocos minutos.

14 Minerales de óxido de hierro, anhidro e hidratado

14.1 Existen dos minerales de óxido de hierro comunes: (1) El negro magnético:
magnetita (Fe3O4), y (2) es un mineral en polvo rojo o rojizo, la hematita (Fe2O3); y un óxido
común hidratado de color marrón o amarillento: la goetita (FeO (OH)). Otro mineral usado
comúnmente como cojinete de hierro es negro, débilmente magnético: la ilmenita (FeTiO3).
La magnetita e ilmenita son importantes minerales accesorios en muchas rocas ígneas
oscuras y son minerales detríticos comunes en los sedimentos. La hematita se encuentra con
frecuencia como un mineral accesorio en rocas rojizas. La limonita, es el producto de la
meteorización marrón de minerales de hierro, es un nombre de campo de varias variedades
de minerales de óxido de hierro hidratado incluyendo la goetita, sino que frecuentemente
contiene agua adsorbida y diversas impurezas, tales como sílice coloidal o sílice cristalino,
minerales de arcilla y materia orgánica. La presencia de grandes cantidades de minerales de
óxido de hierro blando en agregado de concreto puede influir en los tonos de color del
concreto de color amarillo o marrón. Cantidades muy pequeñas de minerales de hierro
colorean muchas rocas, tales como areniscas ferruginosas, lutitas, piedras de arcilla y hierro
y granitos. Los minerales de magnetita, ilmenita y hematita se utilizan como agregados
pesados.

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Descripciones de las rocas ígneas

15 Generalidades

15.1 Las rocas ígneas son aquellas formada por el enfriamiento de una masa de
roca fundida (magma). Se pueden dividir en dos clases: (1) plutónicas o intrusivas, que se
han enfriado lentamente dentro de la tierra, y (2) volcánicas o extrusivas, que se forman a
partir de lavas enfriadas rápidamente. Las rocas plutónicas tienen tamaños de grano mayor
de aproximadamente 1 mm , y se clasifican como grano grueso o de grano medio. Las rocas
volcánicas tienen tamaños de grano menor, de aproximadamente 1 mm , y se clasifican como
de grano fino. Las rocas volcánicas con frecuencia contienen vidrio. Ambas rocas plutónicas
y volcánicas pueden consistir en pórfidos, que se caracterizan por la presencia de grandes
granos minerales en una masa fundamental de grano fino o vítreo. Este es el resultado de
cambios bruscos de velocidad de enfriamiento o de otras condiciones físico- químicas
durante la solidificación de la masa fundida.

15.2 Las rocas ígneas son generalmente clasificadas y denominadas en base a su


textura, estructura interna y su composición mineral que a su vez depende en gran medida
de su composición química. Las rocas en la clase plutónico, generalmente, tienen
equivalentes químicos en la clase volcánica.

16 Rocas plutónicas

16.1 Granito: El granito es una roca de grano mediano a grueso, de color claro
que se caracteriza por la presencia de feldespato de potasio y en menor proporción de
feldespatos plagioclasa y cuarzo. Los feldespatos de potasio característicos son ortoclasa o
microclina, o ambos; los feldespatos de plagioclasa comunes son la albita y oligoclase. Los
feldespatos son más abundantes que las de cuarzo. La mica de color oscuro (biotita) suele
estar presente y también la mica de color claro (moscovita). Otros minerales
ferromagnesianos de color oscuro, especialmente la hornablenda, pueden estar presentes en
cantidades inferiores a las de los componentes de color claro. La monzonite de cuarzo y la
granodiorita son rocas similares al granito, pero contienen más de feldespato plagioclasa que
de feldespato potásico.

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16.2 Sienita: La sienita es una roca de grano mediano a grueso, de color claro,
compuesto esencialmente por feldespatos alcalinos, es decir microclino, ortoclasa o albita.
El cuarzo está generalmente ausente. Suelen estar presentes minerales ferromagnesianos
oscuros como hornablenda, biotita o piroxeno.

16.3 Diorita: La diorita es una roca de grano mediano a grueso, compuesta


esencialmente por plagioclasa y uno o más minerales ferromagnesianos como hornablenda,
biotita o piroxeno. La plagioclasa es de composición intermedia, por lo general de la variedad
andesine y es más abundante que los minerales ferromagnesianos. La diorita, generalmente,
es de color más oscuro que el granito o sienita y más ligero que la roca ígnea. Si el cuarzo
está presente, la roca es llamada diorita de cuarzo.

16.4 Gabro: El gabro es una roca de grano mediano a grueso, de color oscuro que
consiste esencialmente en minerales ferromagnesianos y feldespatos plagioclasa. Los
minerales pueden ser ferromagnesianos piroxenos, anfíboles, o ambos. La plagioclasa es una
de las variedades ricas en calcio, es decir, labradorita, bytownite o anortita. Los minerales
ferromagnesianos suelen ser más abundantes que el feldespato. La diabase (en Europa se usa
dolerita) es una roca de composición similar al gabro y el basalto, pero es intermedio en el
modo de origen, por lo general se producen en las intrusiones más pequeñas que la roca
ígnea, y que tiene una textura de grano medio a fino. Los términos "trap" o "roca de trap"
son términos colectivos para las rocas ígneas de color oscuro, y de grano medio a fino,
especialmente diabasa y basalto.

16.5 Peridotita: La peridotita está compuesta de olivino y piroxeno. Las rocas


compuestas casi en su totalidad de piroxeno son conocidos como piroxenitas, y los
integrados por olivino como dunitas. Las rocas de este tipo son relativamente raras, pero es
más común su equivalente metamorfoseado, la serpentinita.

16.6 Pegmatite: Es una variedad de roca ígnea de grano extremadamente grueso


que se conoce como pegmatitas. Estos suelen ser de color claro y son más frecuentemente
equivalente al granito o la sienita en la composición mineral.

17 Rocas ígneas extrusivas de grano fino y vidrioso

17.1 Roca volcánica: Rocas volcánicas o extrusivas son de grano fino


equivalentes de las rocas plutónicas de granos gruesos y medio. Los tipos equivalentes tienen
composiciones químicas similares y pueden contener los mismos minerales. Las rocas
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volcánicas comúnmente son de grano tan fino que los granos minerales individuales
generalmente no son visibles a simple vista. Las texturas porfíríticas son comunes y las rocas
pueden ser parcial o totalmente cristalina o no cristalina. La porción vítrea de una roca
parcialmente vítrea, por lo general, tiene un contenido de sílice más alta que la porción
cristalina. Algunas rocas volcánicas extrusivas pueden o no ser distinguibles en textura y la
estructura de las rocas plutónicas o intrusivas que se originaron a poca profundidad.

17.2 Rocas volcánicas vítreas: Estas rocas son de particular importancia, ya que
contienen o pueden contener, vidrio alto en sílice que es un mineral reactivo alcalino y
minerales secundario que son reactivos alcalinos o liberan álcalis en el concreto. Los vidrios
altos en sílice, generalmente clasificados como los que contienen más de un 55 % de sílice,
se sabe que son álcalis reactivos, mientras que no lo son los vidrios de baja sílice. Entre las
rocas ígneas que contienen o pueden contener, alto contenido de vidrio de sílice están:
obsidiana, piedra pómez, traquita, riolita, escorias, dacita, basalto, andesita, y perlita. Los
agregados que contienen estas rocas incluyen roca madre trituradas donde el agregado está
constituida totalmente de la roca, o como porcentajes variables de gravas y arenas. Rocas
vidriosas, particularmente los más silíceas, son potencialmente perjudicial reactivo con los
álcalis en la pasta de cemento hidráulico.

17.3 Vidrio volcánico: Son rocas ígneas compuestas enteramente de vidrio, se


nombran en función de su textura y estructura interna. Un vidrio natural, denso, oscuro de
alto contenido de sílice se llama obsidiana, mientras que un vidrio de color más claro,
finamente vesicular, vítreo, lleno de agujeros alargados y tubulares se llama pómez. Los
tipos vesiculares toscamente de color oscuro que contienen agujeros más o menos esféricos
son llamados escoria. La piedra pómez suele ser rica en sílice (correspondiente a riolitas o
dacitas), mientras que las escorias, generalmente, son más básicas (corresponden a basaltos).
Una lava vítrea, alta en sílice con una estructura en forma de cebolla y un brillo perlado, que
contiene de 2 % a 5 % de agua, se llama perlita. Cuando se calienta rápidamente a la
temperatura de reblandecimiento, bocanadas de perlita se convierten en piedra pómez
artificial. El vidrio con hasta un 10 % de agua y con un lustre resinoso opaco se llama resinita.

17.4 Felsita: Las rocas ígneas de grano muy fino de color claro son conocidos
colectivamente como felsitas. El grupo incluye felsita, riolita, dacita, andesita y traquita, que
son los equivalentes de granito, diorita de cuarzo, diorita y sienita, respectivamente. Estas
rocas son generalmente de color claro, pero pueden ser de color gris, verde, rojo oscuro o
negro. Cuando están como micro-cristalina o contienen vidrio natural, riolitas, dacitas y
andesitas son reactivos potencialmente perjudiciales con los álcalis en la pasta de cemento
hidráulico.

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17.5 Basalto: Son rocas de grano fino equivalente a los gabros y diabasas
extrusivos. Cuando el basalto contiene vidrio natural, el vidrio es generalmente más bajo en
contenido de sílice que la de las rocas extrusivas, de color más claro y, por lo tanto, no es
perjudicialmente reactivo con los álcalis en la pasta de cemento hidráulico; sin embargo,
excepciones se han observado en la literatura con respecto a la reactividad álcali de vidrios
basálticos.

17.6 Las vesículas y otras rocas volcánicas porosas pueden contener formas
alcalinas reactivas de sílice como opal, cristobalita, tridimita y diversas variedades de cuarzo
microcristalino. Además, los minerales zeolíticos pueden liberar álcalis y así aumentar los
álcalis en la pasta.

Descripciones de rocas sedimentarias

18 Generalidades

18.1 Las rocas sedimentarias son rocas estratificadas, generalmente, establecidas


bajo el agua, aunque también pueden estar formadas por el viento y la acción de los glaciares.
Los sedimentos pueden estar compuestos de partículas de rocas preexistentes generados por
los agentes mecánicos o pueden ser de origen químico u orgánico. Los sedimentos son
usualmente endurecidos por cementación o compactación durante el tiempo geológico,
aunque el grado de consolidación puede variar ampliamente.

18.2 La grava, arena, limo y arcilla, forman el grupo de los sedimentos no


consolidadas. Aunque la distinción entre estos cuatro miembros se hace sobre la base de su
tamaño de partícula, se presenta una tendencia general en la composición. La grava y, en
menor medida, las arenas gruesas, generalmente, consisten en fragmentos de roca, las arenas
finas y los limos consisten principalmente en granos minerales y la arcilla exclusivamente
de granos minerales, principalmente del grupo de los minerales de arcilla. Todos los tipos
de rocas y minerales pueden estar representados en los sedimentos no consolidados.

19 Conglomerados, areniscas y cuarcitas

19.1 Estas rocas consisten de partículas de arena o grava, o ambos, con o sin
material intersticial y cementación. Si las partículas son una parte importante de la grava, la
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roca es un conglomerado. Si las partículas están en los tamaños de arena, es decir, menos de
2 mm pero más de 0,06 mm de diámetro mayor, la roca es una piedra arenisca o una cuarcita.
Si se rompe la roca alrededor de los granos de arena, es una piedra arenisca; es cuarcita, si
los granos son en gran medida de cuarzo y se rompe la roca a través de los granos. Los
conglomerados y areniscas son rocas sedimentarias, pero pueden ser cuarcitas sedimentarias
(ortoquartzitas) o metamórficas (metaquartzitas). La cementación o materiales intersticiales
de areniscas pueden ser de cuarzo, ópalo, calcita, dolomita, arcilla, óxidos de hierro u otros
materiales. Estos pueden influir en la calidad de una piedra arenisca como agregado del
concreto. Si se conoce la naturaleza del material de cementación, el nombre de la roca puede
incluir una referencia a la misma, tales como la piedra arenisca vinculado con el ópalo o
conglomerado ferruginoso. Las rocas que contienen ópalo, pueden ser un reactivo
potencialmente perjudicial con los álcalis en la pasta de cemento hidráulico.

19.2 Grauvacas y subgrauvacas: son areniscas de color gris a gris verdoso, que
contienen cuarzo anguloso y granos de feldespato y fragmentos de roca del tamaño de arena
en una abundante matriz, parecida a la arcilla, lutitas, argilita o pizarra. Grado grauvacas y
subgrauvacas, son las areniscas más comunes de la columna geológica.

19.3 Arcosa: es arenisca de grano grueso derivado del granito, que contiene
cantidades notables de feldespato.

20 Arcillas, lutitas, argilitas y limolitas

20.1 Estas rocas de grano muy fino, se componen de, o proceden de la erosión de
sedimentos y arcillas sedimentarias, o de cualquier tipo de roca que contiene arcilla. Cuando
son relativamente blandas y grandes, son conocidos como arcillas, limos o, dependiendo del
tamaño de la mayoría de las partículas de las cuales están compuestas. Las limolitas
consisten principalmente en partículas de limos (0,0625 mm a 0,002 mm de diámetro) y son
rocas intermedias entre arcillas y areniscas. Cuando las arcillas son más duras y laminares o
físiles, se les conoce como las lutitas. Las arcillas y las lutitas pueden ser de color gris, negro,
rojizo o verde y pueden contener algunos minerales de carbonato (lutitas calcáreas). Una
enorme roca, firmemente endurecida de grano fino arcilloso compuesto por cuarzo,
feldespato y minerales micáceos se conoce como argilita. Las argilitas no se disgregan en el
agua, como lo hacen algunas lutitas. Como ayuda en la diferenciación de estos sedimentos
de grano fino de las rocas de grano fino, metamórficas foliadas, tales como las pizarras y las
filitas, cabe señalar que las superficies de corte de las lutitas son generalmente opacas y
terrosas, mientras que las superficies de las pizarras son más lustrosas. La filita tiene un
lustre más brillante, que se asemeja un brillo sedoso. Las concreciones de mineral de hierro
de la arcilla son generalmente partículas nodulares constituidas por mezclas de minerales de
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arcilla y óxidos de hierro. Son comúnmente duras y varían en color desde marrón rojizo, a
purpúreo marrón, a marrón anaranjado, a naranja, a amarillo. Ellas son comúnmente
concéntricas y pueden contener núcleos blandos de minerales de arcilla.

20.2 Roca de hierro y de arcilla pueden causar desconchaduras en concretos


sometidos a la congelación y descongelación, mientras es saturado con agua. Los agregados
que contienen abundantes lutitas pueden ser perjudiciales para el concreto, ya que pueden
producir alta contracción, pero no todas las lutitas son perjudiciales. Algunas lutitas y
limolitas pueden causar desconchaduras y escalamiento en concreto sujetos a la congelación
y descongelación, mientras es saturado con agua (15,17). Algunas argilitas, limolitas y lutitas
son reactivos álcali-sílice y pueden causar desconchaduras (18,19).

20.3 Los agregados que son volumétricamente inestables a la humedad y secado,


no se limitan a cualquier clase de roca, ellos comparten algunas características comunes. Si
hay una matriz o fase continua, por lo general es físicamente débil y consiste en material de
alta superficie específica, que incluye frecuentemente arcilla. Sin embargo, ninguna relación
general se ha demostrado entre el contenido o tipo de arcilla y un gran cambio de volumen
cuando se humedece y seca. Los agregados volumétricamente inestables no tienen granos
minerales de alto módulo enclavados en una estructura rígida continua capaz de resistir los
cambios de volumen.

20.4 Los agregados que tienen un alto módulo elástico y bajo cambio de volumen
de la condición húmeda a la seca contribuyen a la estabilidad de volumen del concreto,
mediante la restricción del cambio de volumen de la pasta de cemento. En casos
relativamente pocos, los agregados han demostrado que contribuyen a un rendimiento poco
satisfactorio del concreto, debido a que tienen relativamente gran cambio de volumen de la
condición húmeda a la seca, combinada con el módulo de elasticidad relativamente bajo. En
el secado, tales agregados se contraen alrededor de la pasta de cemento que los rodea y, por
lo tanto, no logran frenar su cambio de volumen con el cambio en el contenido de humedad.

21 Rocas carbonatadas

21.1 Calizas, es la más extendida de las rocas carbonatadas. Los rangos van desde
calizas puras consistentes en la calcita mineral a dolomitas puras (dolomías) consistentes en
la dolomita mineral. Usualmente, contienen ambos minerales en diversas proporciones. Si
el 50 % a 90 % es mineral dolomita, la roca se llama calcita dolomita. El término "piedra
caliza de magnesio " se aplica a veces a las calizas dolomíticas y dolomitas calcáreas, pero
esto es ambiguo y su uso debería ser evitado. La mayoría de las rocas carbonatadas contienen
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algunas impurezas no carbonatada como el cuarzo, sílex, minerales de arcilla, materia


orgánica, yeso y sulfuros. Las rocas carbonatadas que contienen de 10 % a 50 % de arena
son calizas arenosas (o arena) o dolomías, aquellas que contienen de 10 % a 50% de arcilla
son calizas arcillosas (o arcillosas o lutíticas) o dolomitas. La marga es una caliza arcillosa,
de grano fino y generalmente suave. La tiza es de textura fina, muy suave, porosa y una
piedra caliza algo friable, compuesta principalmente por partículas de microorganismos. La
micrita es un carbonato químicamente precipitado de textura muy fina o un exudado
mecánico de las partículas de carbonato, generalmente de 0,001 mm a 0,003 mm de tamaño.
No se recomienda el término "roca de cal".

21.2 La presencia de sílice amorfa, o formas de cristal de cuarzo microcristalinas


o criptocristalinas mal ordenadas dentro de las rocas de carbonato, puede conducir a una
reactividad alcalino-sílice potencialmente perjudicial si estas rocas se usan en concreto.
Estas formas reactivas de sílice pueden ocurrir dentro de la roca de carbonato como capas
delgadas, nódulos, vidrios, fósiles silicificados o como material intersticial. Las formas
reactivas de sílice presente como material intersticial dentro de las rocas de carbonato pueden
ser difíciles de detectar.

21.3 La reacción de la dolomita en ciertas rocas carbonatadas, con álcalis en la


pasta de cemento Pórtland, se ha encontrado estar asociada con la expansión perjudicial del
concreto que contiene tales rocas como agregado grueso. Las rocas carbonatadas capaces de
tal reacción poseen una textura y composición característica. La textura microscópica
característica es aquella en la que, relativamente grandes cristales de dolomita (rombos), se
encuentran dispersos en una matriz de grano fino de la calcita micrítica y arcilla. La
composición característica es aquella en la cual la porción de carbonato consiste de
cantidades sustanciales tanto de dolomita, como de calcita y el residuo insoluble en ácido
contiene una cantidad significativa de arcilla. Excepto en ciertas áreas, tales rocas son de
ocurrencia relativamente no frecuente y rara vez representan una proporción significativa
del material presente en una cantera de roca que se utiliza en la fabricación de áridos para
concreto.

22 Pedernal

22.1 Pedernal: El término general para un grupo de rocas silíceas, de diversos


colores, de grano muy fino (afaníticas), compuestas por cuarzo microcristalino o
criptocristalino, calcedonia u ópalo, ya sea por separado o en combinaciones de proporciones
variables. La identificación de la forma o formas de sílice requiere una cuidadosa
determinación de las propiedades ópticas, la gravedad específica absoluta, pérdida por
ignición o una combinación de estas características. Los pedernales densos son muy duros,
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con un brillo ceroso a grasiento y suelen ser de color gris, marrón, blanco o rojo y con menor
frecuencia, verde, negro o azul. Las variedades porosas son generalmente de color más claro,
con frecuencia de color blanquecino o amarillo, marrón o rojo manchado, firme a muy débil
con el grado de propiedades del trípoli. La roca ferruginosa, densa, de color rojo, y en
algunos casos, pedernal denso, de color amarillo, marrón, o verde es a veces llamado jaspe.
El pedernal denso de color negro o gris, a veces se llama pedernal. Un pedernal muy denso,
incluso texturisado, de color gris claro con blanco, compuesto en su mayoría de cuarzo
microcristalino a criptocristalino, se llama novaculita. El pedernal es duro (se raya con el
vidrio, pero no con una hoja de cuchillo) y tiene una fractura conocoidal en las variedades
densas y una fractura más astillada en las variedades porosas. El pedernal se presenta con
mayor frecuencia en forma de nódulos, vidrios o material intersticial, en formaciones de
piedra caliza y dolomita, como depósitos extensamente de capas y como componentes de la
arena y la grava. La mayoría de pedernales se han encontrado que son reactivos en cierto
grado al álcali-sílice, cuando se ensaya con cemento de alto álcali, o con el ensayo rápido
químico (Método de ensayo NTP 334.099). Ante la falta de información, por el contrario,
todos los pedernales deberían considerarse como potencialmente perjudiciales debido a la
reacción con los álcalis en la pasta de cemento hidráulico. El grado de reactividad álcali-
sílice y si un pedernal dado producirá un grado perjudicial de la expansión en el concreto,
son funciones complejas de varios factores. Entre ellos se encuentran: la composición
mineralógica y la estructura interna del pedernal; la cantidad del pedernal como una
proporción de los agregados; la distribución de tamaño de partícula; el contenido de álcali
del cemento y el contenido de cemento del concreto. Sin embargo, los pedernales de opalina
pueden producir una expansión perjudicial de mortero o concreto cuando están presentes en
proporciones muy pequeñas (menos de 5 % en masa del agregado). Los pedernales que son
porosos pueden ser susceptibles al deterioro por congelación y descongelación del concreto,
y pueden causar desconchaduras o formación de grietas de la superficie del concreto por
encima de la partícula de pedernal.

Descripción de las rocas metamórficas

23 Generalidades

23.1 Las rocas metamórficas se forman a partir de rocas ígneas, sedimentarias o


metamórficas preexistentes, en respuesta a cambios en las condiciones físicas y químicas
que ocurren dentro de la corteza de la tierra después de la formación de la roca original. Los
cambios pueden ser de textura, estructural, o mineralógico y pueden ir acompañados de
cambios en la composición química. Las rocas son densas y pueden ser enormes, pero son
foliadas con más frecuencia (laminados o capas) y tienden a romperse en partículas
laminares. Las rocas formadas a partir de rocas arcillosas por metamorfismo dinámico suelen
dividirse fácilmente a lo largo de un plano independiente de capa original; esta característica
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se denomina "clivaje laminar." La composición mineral es muy variable, dependiendo en


parte del grado de metamorfismo y en parte en la composición de la roca original.

23.2 La mayoría de las rocas metamórficas pueden derivar tanto de rocas ígneas o
sedimentarias, pero algunos, como los mármoles y las pizarras, se originan solamente de
sedimentos.

23.3 Filitas, pizarras, metacuarzitas, gneis, esquistos, milonita y otras rocas que
contienen sílice a baja temperatura y minerales de silicato y cuarzo altamente tenso o
microcristalino, son reactivos potencialmente perjudiciales con los álcalis en la pasta de
cemento hidráulico.

24 Rocas metamórficas

24.1 Mármol: Es una roca carbonatada formada por calcita o dolomita, o calcita y
dolomita. Las impurezas originales están presentes en la forma de nuevos minerales, tales
como micas, anfíboles, piroxenos y grafito.

24.2 Metacuarzita: Es una roca granular que consiste esencialmente de cuarzo


recristalizado. Su fuerza y resistencia a la intemperie derivan del enclavamiento de los granos
de cuarzo.

24.3 Pizarra: Es una roca metamórfica de grano fino que es distintivamente


laminada y tiende a dividirse en capas paralelas delgadas. La composición mineral por lo
general no se puede determinar a simple vista.

24.4 Filita: Es una roca finamente estratificada, de grano muy pequeño. Los
minerales, tales como micas y clorita son notables e imparten un brillo sedoso a la superficie
de esquistosidad. Las filitas son intermedias entre pizarras y esquistos en el tamaño del grano
y la composición mineral. Se derivan de rocas sedimentarias arcillosas o rocas ígneas
extrusivas de grano fino, como felsitas.

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24.5 Esquisto: Es una roca altamente estratificada, que tiende a dividirse en planos
casi paralelos (esquistos) en la que el grano grueso es suficiente para permitir la
identificación de los principales minerales. Los esquistos se subdividen en variedades sobre
la base de los minerales más importante presente en adición al cuarzo o al cuarzo y
feldespato; por ejemplo, el esquisto de mica. El esquisto verde es una roca esquistosa verde
cuyo color es debido a la abundancia de uno o más de los minerales verdes, clorito o anfíbol,
y comúnmente se deriva de roca volcánica alterada.

24.6 Anfibolita: Es una roca de grano mediano a grueso, de color oscuro,


compuesta principalmente de feldespato hornblenda y plagioclasa. Su esquistosidad, que es
debido a la alineación paralela de los granos de hornblenda, es comúnmente menos obvia
que en esquistos típicos.

24.7 Hornfels: Es roca equigranular, masivo y por lo general dura producida por
recristalización completa de rocas sedimentarias, ígneas o metamórficas, a través de
metamorfismo térmico, a veces con la adición de componentes de roca fundida. Sus
composiciones minerales varían mucho.

24.8 Gneis: Es una de las rocas metamórficas más comunes, por lo general se
forman a partir de rocas ígneas o sedimentarias por un mayor grado de metamorfismo de los
esquistos. Se caracteriza por una estructura en capas o foliada resultante de vidrios,
aproximadamente paralelas y bandas de minerales en forma de placas, por lo general, las
micas o prismas, usualmente los anfíboles, y de minerales granulares, generalmente de
cuarzo y feldespatos. Todas las variedades intermedias entre gneis y esquisto, y entre el gneis
y granito se encuentran a menudo en las mismas áreas en las que se producen los gneis bien
definidos.

24.9 Serpentinita: Es una roca relativamente suave, de color claro a verde oscuro
y casi negro, por lo general, formada a partir de rocas ígneas de pobres en sílice, como
piroxenitas, peridotitas y dunitas. Pueden contener algo del piroxeno u olivino original, pero
está compuesto en gran parte de los más suaves minerales ferromagnesian hidratados del
grupo serpentina. Los materiales de talco, muy suave, a menudo está presente en serpentinita.

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Constituyentes del agregado artificial

25 Generalidades

25.1 Los agregados artificiales son agregados resultantes de la reconstitución de


los materiales naturales, excepto por los procesos físicos, como la trituración y cribado, o de
la transformación física o mecánica de materiales artificiales preexistentes para producir
agregados para nuevas aplicaciones. Los ejemplos de procesos de reconstitución son: (1)
tratamiento de calor, tales como calentamiento, sinterización, la calcinación, o fusión parcial
o completa de rocas volcánicas, arcilla, lutita, o una lista, con la consiguiente disrupción
mecánica, la vitrificación, recristalización, hinchazón, o combinaciones de estos fenómenos
en la producción de agregados de peso ligero, y (2) la formación de nuevos materiales como
consecuencia de los procesos industriales, tales como escoria producida simultáneamente
con hierro en un alto horno. Un ejemplo de tratamiento mecánico de un material artificial
preexistente es la recuperación de concreto endurecido de construcciones para producir
agregados.

26 Agregados artificiales

26.1 Cenizas (industrial): Es el residuo aglomerado de la combustión de carbón o


coque en un horno industrial. Las especificaciones pueden poner limitaciones sobre el
contenido de los residuos combustibles, sulfuros y sulfatos. Los compuestos de azufre no
deseados se pueden reducir mediante la lixiviación durante el almacenamiento en las
existencias.

26.1.1 Las cenizas industriales son altamente porosas y variables en la firmeza, la


friabilidad, forma de las partículas y la textura de la superficie. La matriz es una mezcla de
vidrio silíceo y residuos finamente divididos de limo original, arena fina y minerales de
arcilla calcinada. Pueden estar presentes partículas de carbón no quemado y coque. Las
laminaciones originales de arenisca o roca sedimentaria que ocurre en el carbón estarán
representadas por partículas compactas dentro del producto. Tales partículas y el carbón no
quemado y coque pueden producir falta de solidez en el concreto.

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26.2 Escoria de alto horno: es el producto no metálico, que consiste esencialmente


de silicatos y aluminosilicatos de calcio y otras bases, que se desarrolla en un estado fundido
simultáneamente con hierro en un alto horno. La fase de vidrio de la escoria de alto horno
normal no es perjudicialmente reactiva con los álcalis del concreto.

NOTA 2: La escoria de acero de alto horno, a diferencia de escoria de alto horno, no se debería utilizar
como agregados para concreto de cemento hidráulico.

26.2.1 Escoria de alto horno enfriada al aire: Es el material resultante de la


solidificación de la escoria de alto horno fundido bajo condiciones atmosféricas. El
subsecuente enfriamiento puede ser acelerado mediante la aplicación de agua a la superficie
solidificada. Tales escorias son más o menos cristalizadas, los cristales en tamaño, van desde
submicroscópico a varios milímetros. Más de 20 compuestos se han identificado en la
escoria enfriada al aire, pero incluso la escoria bien cristalizada, pocas veces contiene más
de cinco compuestos. El constituyente cristalino más típico es la melilita, una sustancia de
composición variable entre akermanita (2CaO • MgO • 2SiO2) y gehlenita (2CaO • Al2O3 •
SiO2). El sulfuro de calcio (CaS) está casi siempre presente en pequeña proporción.

26.2.1.1 Los constituyentes potencialmente perjudiciales incluyen sulfuros de hierro


que pueden producir manchas antiestéticas en el concreto o puede resultar en la formación
de yeso (sulfato de calcio dihidratado, CaSO4 • 2H2O) por acción del medio ambiente. El
uso de escoria muy antiguo con cemento de alta alúmina puede causar la formación de
etringita y la expansión del concreto. Raras anomalías químicas pueden causar la inversión
del silicato dicálcico β a γ-silicato dicálcico con el acompañamiento de aumento del 10 %
en volumen, resultando en "polvareda" o "soplado" de la escoria. Tal inversión, mientras se
enfría la escoria, permite la extracción del material desintegrado mediante cribado durante
la producción del agregado. La inversión más lenta puede producir partículas débiles y
quebradizas, que son inadecuadas para la constitución del concreto; esto es determinable
mediante los ensayos pertinentes.

26.2.2 Escoria granulada de alto horno: Es el material vítreo, granular formado


cuando la escoria de alto horno fundida es enfriada rápidamente como por ejemplo, mediante
la inmersión en agua. En el proceso jet, el vapor de escoria fundida es condensado por un
chorro de agua de alta presión y la mezcla de agua/escoria se separa por cribado. La escoria
granulada en seco es producida por un dispositivo mecánico que rompe el flujo de escoria
fundida, por el impacto en pequeñas partículas, que luego son enfriadas por el agua y el aire.

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26.2.3 Escoria ligera de alto horno: es el producto espumado formado cuando la


escoria fundida se expande mediante la aplicación de una cantidad limitada de agua,
típicamente menor que la requerida para la granulación, de modo que resulta un producto
relativamente seco, celular y grumoso. Los agregados son producidos por trituración y
cribado del clinker. (Véase Capítulo 26.2.2).

26.3 Lutitas, arcilla y pizarra expandidos: Los agregados producidos por el


calentamiento de los materiales preparados de este tipo, a un rango de temperatura entre la
fusión incipiente y completa, con acompañamiento de expansión (hinchazón), que se forma
por los gases atrapados. El agregado se puede preparar antes por trituración y el cribado de
las materias primas y cocidos con o sin aditivos, con óxido de hierro, o materiales
carbonosos, trituración y cribado del producto cocido, o por procesamiento de pellets
producidos por cualquiera de varios métodos. Otros procesos implican la producción de
agregado de peso ligero, por la combustión de mezclas de carbón y lutitas, arcillas u otros
materiales en las parrillas en movimiento expuestas al flujo de gas calentado.

26.3.1 La expansión y la vesiculación de arcillas, lutitas y pizarras se produce


durante la cocción en el intervalo de aproximadamente 1000 °C a 1150 °C , pero los
resultados obtenidos para un material particular dependen de la velocidad de calentamiento,
la temperatura alcanzada en la alimentación, la composición de la atmósfera del horno,
tiempo de residencia en el horno y otros factores. La expansión y vesiculación requiere (1)
la presencia de una o más sustancias que liberan gases después de que la fusión ha
desarrollado material fundido suficiente para evitar su escape, y (2) el material fundido será
los suficientemente viscoso para retener el gas en expansión. La viscosidad de la masa
fundida se determina en gran medida por la composición química de la materia prima, tal
como se define por la proporción de SiO2 y Al2O3 y el total de calcio, magnesio, hierro
ferroso, hierro férrico y álcalis. El aumento de contenido de alúmina tiende a aumentar la
calidad refractaria del alimentador y disminuye la formación de vesículas.

26.3.2 El gas es liberado por varios procesos. La reacción más importante,


aparentemente, es la reducción parcial de óxido férrico con liberación de oxígeno. El óxido
de hierro es suministrado por la limonita o la hematita en el producto crudo o por la
descomposición de los minerales originales que contienen hierro, sobre todo arcillas, micas
y minerales arcillosos.

26.3.3 La estructura interna de la arcilla, lutitas o pizarra es importante en el proceso


de expansión. Más beneficioso es una estructura densa, relativamente impermeable, que
resiste la contracción durante el calentamiento y retarda la liberación de vapores y gases
antes de los efectos de fusión como un sello en las partículas. La estructura es, especialmente,
importante en la cocción de las arcillas y lutitas carbonosas en la medida en que una
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estructura porosa y abierta permite una combustión rápida del carbono, mientras que
estructura densa retarda la oxidación en la atmósfera del horno y retiene CO y CO2 producido
por reacción con el agua intersticial o con el agua o el oxígeno liberado por los compuestos
hidratados o silicatos hidroxilados.

26.3.4 Los recursos más convenientes de agregados ligeros son lutitas y arcillas que
contienen ilita, beidelita, miembros de las arcillas montmorillonita (esmectita) y clorito de
vermiculita. Estos minerales se aproximan a la composición que se ha encontrado para
producir una masa fundida de viscosidad óptima. En comparación con miembros del grupo
de caolín, que contienen menores proporciones de alúmina y moderadas proporciones de
álcalis y tierras alcalinas, que sirven como los flujos en el proceso de cocción.

26.3.5 La matriz de arcillas, lutitas y pizarras expandidas se compone de una


entremezcla íntima de vidrio silíceo y residuos de minerales granulares. La descomposición
de los carbonatos de calcio y magnesio produce cal libre, magnesia libre, o ambos
compuestos, lo que puede provocar la expansión o desconchaduras en construcciones o
productos de concreto, a menos que el agregado sea curado con agua o vapor antes de su
uso. Las laminaciones o juntas de piedra arenisca o roca sedimentaria, que son constituyentes
de la formación geológica en el recurso, se presentarán como partículas individuales o
porciones de partículas vesiculares en el agregado. Estas pueden mostrar eflorescencias y
pueden incluir cal o magnesia libre cuando son carbonáceas originalmente. La fase de vidrio
de arcillas, lutitas y pizarras expandidos puede ser reactivos al álcali, pero no se ha observado
la expansión del concreto por esta causa, porque cualquier gel silíceo que se genera, se aloja
dentro de las abundantes cavidades llenas de aire, que caracterizan las partículas expandidas.

26.4 Diatomita (sinterizada): Es el agregado ligero producido por la trituración y


cribado de tierra de diatomeas o lutitas, rociado con aceite y cocción en un horno rotatorio.
Los principales constituyentes son estructuras opalinas de diatomeas junto con proporciones
variables de vidrio silíceo producido por el proceso de cocción. Otros constituyentes son de
arena fina, limo, arcilla y vidrio volcánico finamente dividido.

26.4.1 Algunas diatomitas sinterizadas utilizadas como agregados para concreto


producen expansión significativa tanto en cementos de bajo y de alto contenido de álcali.

26.5 Vermiculita (exfoliada): Es un mineral micáceo que provoca la expansión y


exfoliación por calentamiento rápido como resultado de la liberación de agua combinada. El
volumen final de las partículas puede ser tanto como 30 veces el tamaño original. Sin
embargo, el grado de expansión, la elasticidad, la debilidad y la fragilidad de las partículas

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varía ampliamente, dependiendo de la composición mineralógica de la vermiculita, tamaño


de cristal, la pureza y las condiciones de cocción.

26.5.1 Masas de mineral de vermiculita pueden calificar en los márgenes de la mica


hidrobiotita y biotita y se entremezclan con proporciones variables de gránulos u otros
minerales no micáceos.

26.6 La perlita (expandida): Es un vidrio volcánico riolítico, tiene un contenido


relativamente alto de agua y una estructura perlitica que se ha calentado lo suficiente como
para provocar que se rompa en pequeñas partículas expandidas. El producto normalmente se
produce sólo en tamaños de agregados finos y se utiliza en productos para fines de
aislamiento.

26.6.1 La perlita expandida varía en la forma de las partículas, textura superficial,


friabilidad, y el contenido de partículas densas de roca volcánica y cristales individuales. La
típica perlita expandida es potencialmente reactiva al álcali, aunque una significativa
expansión no puede ocurrir debido a la porosidad de las partículas. Los ensayos de
laboratorio muestran que ciertas perlitas producen expansión significativa de mortero
almacenado y analizado de acuerdo con el método de ensayo NTP 334.067, ya sea con
cementos de bajo o de alto contenido alcalino. Tal cambio de volumen no necesariamente
puede causar problemas estructurales si se acomoda adecuadamente en el diseño de
estructuras o productos.

26.7 Concreto reciclado: Es el concreto endurecido de cemento hidráulico que ha


sido procesado para su uso como agregado de concreto. Las evaluaciones extensas en varios
países han demostrado que el uso de concreto reciclado como agregado en el concreto nuevo
es factible y puede convertirse en una rutina. La aprobación de una fuente de concreto
disponible para su reciclaje como agregado debe incluir dos etapas, a saber, (1) la
planificación de la evaluación de las construcciones a demoler y (2) la selección de los
procedimientos que se deberían incluir en la evaluación del agregado que se pueden obtener
económicamente para el nuevo trabajo previsto. Las siguientes relaciones son de especial
importancia:

26.7.1 El potencial de resistencia a la compresión del concreto, que contiene


concreto reciclado como agregado, se controla en gran medida por la resistencia a la
compresión del concreto a ser reciclados, siempre que el agregado fino sea de roca triturada
o arena natural de calidad adecuada.

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26.7.2 Una reducción sustancial en el potencial de resistencia a la compresión puede


resultar cuando el agregado fino convencional se sustituye en su totalidad o en parte por
agregado fino derivado del concreto reciclado. Hansen1 concluye que todo el material de
menos de 2 mm en concreto reciclado debe ser analizado y desechado.

26.7.3 El uso del concreto reciclado reduce la trabajabilidad del concreto fresco para
un contenido de agua dado, aumenta los requerimientos de agua para una consistencia
propuesta, aumenta la contracción por secado para un contenido de agua y reduce el módulo
de elasticidad para una relación agua-cemento especificada. Los efectos son mayores cuando
el concreto reciclado se utiliza como agregado grueso y fino.

26.7.4 La resistencia a la congelación y descongelación del concreto nuevo se


relaciona con muchos factores, que incluyen las propiedades del concreto reciclado en
términos de resistencia a la compresión, parámetros del sistema de poros de aire y la
resistencia al frío del agregado incluido en el concreto reciclado, así como los parámetros
del sistema de poros de aire y otras cualidades de la matriz de cemento del concreto nuevo.

26.7.5 Los aditivos químicos, aditivos incorporadores de aire y las adiciones


minerales incluidos en el concreto reciclado no modificarán significativamente las
propiedades del nuevo concreto fresco o endurecido, excepto en la medida en que modifican
las condiciones enumeradas en los capítulos 26.7.1 - 26.7.4. Las altas concentraciones de
iones cloruro solubles en agua en el concreto reciclado pueden contribuir a la corrosión
acelerada del acero embebido en el concreto nuevo.

26.7.6 Los recursos potenciales del concreto reciclado pueden ser poco defectuosos
o se han demostrado poco defectuosos en la utilización, por la presencia de agregados
físicamente defectuoso o químicamente reactivos, el deterioro por ataque químico agresivo
o lixiviación, daños por fuego o servicio a alta temperatura, etc.

26.7.7 La importancia de los contaminantes en el concreto reciclado debería


analizarse en relación con la utilización prevista, tales como la presencia de sustancias
nocivas, tóxicas o radiactivas; presencia de materiales bituminosos que perjudiquen el
arrastre de aire; concentraciones apreciables de materiales orgánicos que puede producir el
excesivo arrastre de aire; inclusión de inserciones metálicas, que pueden causar manchas de
óxido o ampollas en las superficies; y excesivos fragmentos de vidrio, incluyendo botella de
vidrio, que se espera produzcan efectos nocivos de la reacción de álcali-sílice.

1
Hansen, T. C., “Recycled Concrete and Recycled Aggregate,” Materials and Structures, International Union
of Testing and Research Laboratories for Materials and Structures (RILEM), vol. 19, 1986, pp. 201–246.
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ANEXO A
(INFORMATIVO)

A.1 Referencias

(1) Cullity, Bernard D., and Stock, S.R. and Stock, Stuart, 2001, Elements of X-Ray
Diffraction: Pearson Education, 3rd Edition, 664 p.

(2) Warren, B. E., 1990, X-Ray Diffraction, Dover, 381 p.

(3) Winchell, A. N., 1937, Elements of Optical Mineralogy Part I. Principles and Methods:
New York, John Wiley and Sons, Fourth Edition, 203 p.

(4) Winchell, A. N., 1933, Elements of Optical Mineralogy Part II. Descriptions of
Minerals: New York, John Wiley and Sons, Third Edition, 459 p.

(5) Deer, W. A., Howie, R. A., and Zussman, J., 1992, An Introduction to the Rock
Forming Minerals: London, Longman, 2nd Edition, 696 p.

(6) Gaines, R. V., Skinner, H. C., Foord, E. E., Mason, B., and Rosenzweig, A., 1997 ,
Dana’s New Mineralogy: The System of Mineralogy of James Dwight Dana and
Edward Salisbury Dana: New York, John Wiley & Sons, 1819 p.

(7) Klein, C., (revised by Hurlbut, Jr., C.S.), 1993, Manual of Mineralogy (after James D.
Dana): New York, John Wiley & Sons, 704 p.

(8) Smith, O., 1953, Identification and Qualitative Chemical Analysis of Minerals:
Princeton, D. Van Nostrand Company, 385 p.

(9) Feigl, F., and Anger, V., 1972, Spot Tests in Inorganic Analysis: Amsterdam, Elsevier,
669 p.

(10) .Chamot, E. M., and Mason, C. W., 1989 (republication of 1940 2nd edition),
Handbook of Chemical Microscopy, v. II: Chicago, Mc-Crone Research Institute, 438
p

(11) Hutchison, C. S., 1974, Laboratory Handbook of Petrographic Techniques: New York,
John Wiley & Sons, 527 p.

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(12) Goldstein, J. I., Newbury, D. E., Echlin, P., Joy, D. C., Romig, A. D., Jr., Lyman, C.
E., Fiori, C., and Lifshin, E., 1992, Scanning Electron Microscopy and Microanalysis:
A Text for Biologists, Materials Scientists, and Geologists: New York, Plenum Press,
820 p.

(13) Potts, P. J., Bowles, J. F. W., Reed, S. J. B., and Cave, M. R., 1995, Microprobe
Techniques in the Earth Sciences, v. 6: London, Chapman & Hall, 419 p.

(14) Reed, S. J. B., 1996, Electron Microprobe Analysis and Scanning Electron
Microscopy in Geology: Cambridge, Cambridge University Press, 201 p.

(15) Guide for Use of Normal and Heavyweight Aggregates in Concrete, American
Concrete Institute, ACI 221 R-96.

(16) Dolar-Mantuani, L., 1983, Handbook of Concrete Aggregates, Park Ridge, NJ, Noyes
Publications. 5

(17) Walker, S., 1943, Soundness of Aggregates, Report on Significance of Tests of


Concrete and Concrete Aggregates: Philadelphia, American Society of Testing and
Materials, p. 112-122.

(18) Landgren, Robert and Hadley, David W., Surface Popouts Caused by Alkali-
Aggregate Reaction, RD 121, Portland Cement Association, Skokie, Illinois, USA
2002, 20 pages.

(19) Whiting, N. M., 1999, Comparison of Field Observations with Laboratory Test Results
on Concretes Undergoing Alkali-Silica-Reaction: Cement, Concrete and Aggregates,
v. 21, no. 2, p. 142-148.

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ANEXO A
(INFORMATIVO)

Desviaciones con referencia a la norma ASTM C294-19

La presente Norma Técnica Peruana ha tomado como base la norma ASTM C294-19 con las
siguientes modificaciones:

A.1 En el capítulo 1 no se agrega el subcapítulo 1.4.

A.2 No se toman los pies de página 1, 2 y 3.

A.3 En el Capítulo 1 de la NTP se junta el Capítulo 1 y Capítulo 4 de la ASTM C294-19.

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BIBLIOGRAFÍA

[1] ASTM C294:2019 Standard Descriptive Nomenclature for Constituents of Concrete


Aggregates

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