Materiales de construcción en la cantera La Hualanga

Materiales de Construcciones Ing. Cívil

CANTERA LA HUALANGA

1. UBICACION GEOGRAFICA:

Se encuentra en el Km. 2 de la carretera Cajamarca- Bambamarca, en la margen
izquierda al Nor-Este de la ciudad de Cajamarca.

2. ACCESIBILIDAD

Tiene como vía de acceso la carretera pavimentada Cajamarca-Bambamarca, por
donde se transporta el agregado de la cantera en explotación "zona B".

Zona A:
Lugar de donde se extrae el agregado fino tiene una arena bien graduada,
esta se puede utilizar en obras de construcción. Principalmente es una arena silicosa,
la misma que se usa en la elaboración de diferentes concretos.

Zona B:
Predomina el material grueso (grava bien graduada). También tiene de
acceso la vía que mencionamos anteriormente, la roca predominante de la zona es la
arenisca cuarzosa y de forma angulosa respectivamente.

3. MUESTREO:

Se construyeron calicatas, y se extrajeron muestras las que han sido analizadas en el
laboratorio.

GRANULOMETRIA:
Es el estudio de la forma tamaño y distribución de granos de un agregado.
Para el análisis granulométrico de la cantera en estudio se realizo:

 TAMAÑO MAXIMO TM = 12"
Corresponde al la malla mas pequeña por la que pasa el 100% de la muestra
del agregado al realizar el ensayo. (Este valor influye para las condiciones
geométricas del encofrado.

Gutiérrez Aguilar, Luis A. Pag. 1 de 16


 TAMAÑO NOMINAL MAXIMO.
Es la abertura del tamiz más pequeño que produce el primer retenido se
utiliza como referencia de la granulometría, es este caso el TMN = 1".

 ANALISIS MINERALOGICO DE LA MUESTRA:
Para este análisis del material extraído de esta cantera, se lo realizo tanto de
la zona "A" como de la zona "B". A continuación presentamos los resultados de
dicho análisis.

PROPIEDADES MINERALOGICAS
ROCA:
Perdida por Ignición 0.61%
Sales solubles CHCL del 40% en volumen 3.89%
Carbonatos de calcio y magnesio 0.41%
Sílice como SiO2 84.66%
sulfatos negativo
fierro 0.12%
aluminio Al2O3 1.17%
Dureza Mayor que 7
ARENA:
Perdida por Ignición 0.71%
Sales solubles 4.0%
Carbonatos de calcio y magnesio 0.89%
Sílice SiO2 78.6%
sulfatos negativo
fierro 0.01%
aluminio Al2O3 0.02%
Dureza 7

PROPIEDADES FISICAS DE LA ROCAS



1. Dureza 6.5
2. Contenido de humedad (%) 0.30
3. Densidad aparente (gr/cm3) 2.50
4. Densidad real (gr/cm3) 2.53
5. Compacidad 0.99
6. Porosidad 0.79
7. Grado de absorción (%) 0.52

PROPIEDADE MECANICAS Y ELASTICAS DE LA ROCA

 Resistencia a la compresión promedio (Kg/cm2) 503.325
 Modulo de elasticidad(Kg/cm2) 5572.893

Los áridos de la cantera Hualanga nos determinaron los siguientes resultados para el
concreto.

TIPOS DE CONCRETO

Los valores de la resistencia obtenidas para concreto son:

CONCRETO DESVIACION COEFICIENTE DE
(KG/ Cm2 ESTANDAR VARIACIÓN
100 5.61 4.22
140 8.58 4.88
175 8.92 4.02
210 12.20 4.58

De estos resultados, afirmamos que los ensayos hechos en laboratorio están dentro del
control de calidad aceptable para la elaboración de los diferentes tipos de concreto.

CANTERA “EL MILAGRO”



1. UBICACION GEOGRAFICA:

La cantera de LLushcapampa se encuentra ubicada al Noroeste de Cajamarca, a un
kilómetro de la Planta de Tratamiento de Agua Potable “El Milagro”.

2. ACCESIBILIDAD:

El acceso es por la carretera a Bambamarca, Minera Yanacocha hasta el Km. 5 luego, a
través de una trocha carrozable que tiene un recorrido de aproximadamente 2 Kilómetros.
El tiempo promedio de viaje es de 20 minutos.

CANTERA EL GAVILAN

1. UBICACION GEOGRAFICA

La cantera denominada "El Gavilán" de la cual se va a realizar el estudio se
encuentra ubicada en:

Distrito : Cajamarca
Provincia : Cajamarca
Sub Región : IV Cajamarca
Región : No Oriental del Marañón
Altitud Promedio : 3250 msnm.

Al sur-este de la ciudad de Cajamarca en las faldas del cerro Ventanilla, cerca al
Abra el Gavilán, al costado derecho de la carretera Cajamarca-Pacasmayo.

2. ACCESIBILIDAD

La cantera en estudio tiene buena accesibilidad, con la ciudad de Cajamarca, y
alrededores para el transporte de los agregados.

Conectándose a la ciudad por medio de la carretera interprovincial asfaltada a la
costa. La distancia promedio es de 18 Km. con respecto a la ciudad de Cajamarca.
3. TEXTURA

La roca es de grano fino o grueso, constituido por grava, gravilla y arenas de forma



semiredondeadas.

4. MUESTREO

Se ha hecho mediante pozos y calicatas y mediante muestras alteradas e inalteradas.

Los agregados de la cantera en estudio provienen de la desintegración de las rocas
sedimentarias (areniscas) siendo sus aristas de forma angular y de superficie espera.

PROPIEDADES FISICAS DE LA ROCA

PROPIEDAD PROMEDIO
Dureza 6.00
Contenido de Humedad (%) 1.04
Densidad aparente (gr/cm3) 3.02
Densidad real (gr/cm3) 3.08
Compacidad 0.98
Porosidad (%) 2.06
Grado de Absorción (%) 1.82
Capilaridad (gr/min/cm2) 20.26

Tiene una resistencia promedio a la compresión de 264.33 Kg/cm2. Parámetro que
nos conlleva a afirmar que la roca a pesar de su dureza alta es poco resistente y casi es un
material frágil.

Del estudio de las propiedades físicas de los agregados de la cantera se han obtenido
los siguientes resultados tanto para agregado fino como para agregado grueso.

RESULTADOS PROMEDIOS DE LAS PROPIEDADES FISICAS DEL
AGREGADO



AGREGADO AGREGADO
PROPIEDAD
FINO GRUESO
Tamaño máximo (pulg) - 4"
Tamaño nominal máximo (pulg) - 3/4"
Modulo de finura 2.77 ---
Peso específico de masa (gr/cm3) 2.588 2.517
Peso específico de masa saturada con
superficie seca (gr/cm3) 2.655 2.543
Peso específico aparente (gr/cm3) 2.775 2.585
Absorción (%) 2.614 1.052
Porcentaje de humedad (%) 8.28 1.86
Peso unitario suelto (kg/m3) 1 583.31 1417.20
Peso unitario compactado (Kg/m3) 1 783.99 1531.44
Sanidad (%) 19.00 12.10
Materiales muy finos (%) 11.10 1.10
Partículas friables y terrones de arcilla (%) 1.40 0.50
Resistencia a la abrasión (%) --- 66.00

Podemos decir que con estos agregados de la cantera el Gavilán es de calidad
aceptable para la obtención de diversos tipos de resistencias en la elaboración de concretos.

Observando los resultados, del diseño de mezclas mediante el método ACI se
obtiene los siguientes concretos:

f'c Proyectado f'c Obtenido
100 Kg/cm2 173.844 Kg/cm2
140 Kg/cm2 200.337 Kg/cm2
175 Kg/cm2 224.210 Kg/cm2

CANTERA AGOCUCHO



1. UBICACIO GEOGRAFICA

Se encuentra ubicada al sur este de la ciudad de Cajamarca, tiene dos zonas como
son A y B, y se encuentra a una altitud de 2700 m.s.n.m cerca a la hacienda la Colpa.

2. ACCESIBILIDAD

Esta cantera tiene una buena accesibilidad y comunicación con Cajamarca y con los
distritos de esta ciudad lo cual es fácil el transporte de los agregados y se encuentra a una
distancia de 9 Km. de la ciudad de Cajamarca.

3. TEXTURA:

Los agregados de la cantera en estudio, este constituido por gravas, gravillas y
arenas son de grano grueso y fino de forma en su mayoría semi-angular y de textura
afanítica.

4. MUESTREO

PROPIEDADES MECÁNICAS

En resumen la roca en estudio tiene una dureza promedio de 7, baja porosidad y
bajo grado de absorción.

La resistencia promedio a la compresión es de 488.29 kg/cm2, módulo de
elasticidad 7352.91 Kg/cm2 esto nos indica que la roca en estudio es resistente.

PROPIEDADES FÍSICAS

AGREGADO AGREGADO
PROPIEDAD
FINO GRUESO



Tamaño máximo (pulg) 2"
Tamaño nominal máximo (pulg) 12"
Absorción (%) --- 0.72
Contenido de humedad (%) 1.63 0.78
Peso unitario suelto (kg/m3) 1528.82 1550.08
Peso unitario compactado (Kg/m3) ----- 1669.65
Contenido de polvo (%) 15.12 0.95
Resistencia a la abrasión (%) ------ 58.01

CANTERA AGOCUCHO II ZONA B

AGREGADO AGREGADO
PROPIEDAD
FINO GRUESO
Tamaño máximo (pulg) 2"
Tamaño nominal máximo (pulg) 12"
Absorción (%) --- 0.63
Contenido de humedad (%) 1.90 0.90
Peso unitario compactado (Kg/m3) ----- 1658.30
Contenido de polvo (%) 16.48 0.91
Resistencia a la abrasión (%) ------ 56.44

Según estos cuadros las propiedades físicas de los agregados fino como grueso
cumplen con las normas ASTM-C33 e INTITEC exceptuando la resistencia a la abrasión
que es baja.

TIPOS DE CONCRETO:
Los valores obtenidos de las resistencias medias de concretos proyectados son los
siguientes:

Dosificación (kg/cm2)
Esfuerzo promedio proyectado 140 175 210
Esfuerzo promedio obtenido 187.66 228.63 261.67
MODULO DE ELASTICIDAD

f'c (Kg/Cm2) f'c (Kg/Cm2)
140 Kg/Cm2 119881.14 Kg/Cm2



175 Kg/Cm2 123443.89 Kg/Cm2
210 Kg/Cm2 126955.24 Kg/Cm2

CANTERAS COLPA I Y COLPA II

1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA

Se encuentra al sur-este de la ciudad de Cajamarca, al costado derecho de la
carretera Cajamarca Jesús, la cantera tiene una altitud de 2800 m.s.n.m.

2. ACCESIBILIDAD

Tiene una buena accesibilidad y comunicación con Cajamarca y con los diferentes
distritos de esta ciudad para el transporte de los agregados.

3. TEXTURA:

Las rocas de la cantera La Colpa son de grano fino, gravas, gravillas y arenas
angulares.

4. MUESTREO

El muestreo se realizó mediante calicatas en lugares escogidos estratégicamente
para el estudio.

El material existente en ambas canteras es el mismo es decir corresponden al mismo
depósito aluvio-coluvial, pues como se puede observar en los siguientes cuadros, los
resultados son de los diferentes ensayos para la determinación de las propiedades físicas,
mecánicas y mineralógicas.

PROPIEDADES FÍSICAS DE LA ROCA

CANTERA LA COLLPA I

PROPIEDAD PROMEDIO



 Dureza 6.50
 Densidad aparente (gr/cm3) 2.47
 Densidad real (gr/cm3) 2.52
 Compacidad 0.98
 Porosidad (%) 1.96
 Grado de absorción (%) 0.60
 Capilaridad (gr*min0.5/cm2) 1.31

CANTERA LA COLLPA II

PROPIEDAD PROMEDIO
 Dureza 6.50
 Densidad aparente (gr/cm3) 2.52
 Densidad real (gr/cm3) 2.57
 Compacidad 0.98
 Porosidad (%) 1.43
 Grado de absorción (%) 0.53
 Capilaridad (gr*min0.5/cm2) 1.46

PROPIEDADES MECÁNICAS

CANTERA LA COLLPA I

 Esfuerzo de falla prom. (kg/cm2) 567.22


 Esfuerzo de falla prom. (kg/cm2) 425.71
 La roca de la cantera en estudio tiene una dureza promedio de 6.5, una baja
porosidad y un bajo grado de absorción.
 La resistencia promedio a la compresión es de 496.42 kg/cm2 lo que indica que la
roca es medianamente resistente.

El valor de las propiedades físicas de los agregados que se extraen de las canteras
estudiadas son:

CANTERA LA COLLPA I Y CANTERA LA COLLPA II

AGREGADO AGREGADO
PROPIEDADES
GRUESO FINO



Tamaño máximo (pulg) 12 12
Tamaño nominal máximo (pulg) 1 1
Módulo de finura 7.20 7.18 2.88 2.85
Peso específico de masa (gr/cm3) 2.60 2.60 2.58 2.58
Absorción (%) 1.03 1.03 1.27 1.26
Contenido de humedad (%) 2.18 2.17 1.57 1.56
Peso unitario suelto (kg/m3) 1389 1385 1545 1542
Peso unitario compactado (kg/m3) 1483 1840
Materia orgánica (%) 0.07 0.07 0.08 0.08
Materiales muy finos (%) 11.7
Salinidad (micro mohs/cm) 0.18 0.18 0.15 5
Abrasión 31.0 30.5 0.15

Según este cuadro las propiedades físicas tanto del agregado fino tanto como del
grueso; cumplen con las normas del ASTM-C33 e ITINTEC, exceptuando la resistencia a
la abrasión que es baja, en consecuencia estos agregados se pueden emplear en la
elaboración de diversos tipos de concretos.

Los valores de las resistencias medias obtenidas para concretos de:

f'c = 140, 175, 210 kg/cm2 son los siguientes:

CANTERA LA COLLPA I

Resistencia Promedio
(kg/cm2) (kg/cm2)

140 179.25
175 216.15
210 261.83


Resistencia Promedio
(kg/cm2) (kg/cm2)

140 176.50
175 209.85
210 254.91
El material afirmado es un suelo compuesto por arenas deficientes en cohesionantes
de mala graduación con pequeñas cantidades de arena y grava.



El material de esta cantera no sirve para rasante, ni base de pavimento debido al
CBR y a la baja resistencia a la abrasión.

Contiene agregados de calidad aceptable conservadoramente para la elaboración de
diversos tipos de concretos.

CANTERA EL GUITARRERO

1. UBICACI[N GEOGRAFICA

La cantera "El Guitarrero" tiene la siguiente ubicación:

Distrito : Cajamarca
Provincia : Cajamarca
Sub Región : IV
Región : Nor Oriental del Marañón.

Se encuentra al sur este de la ciudad de Cajamarca, al costado derecho de la
carretera Cajamarca-Pacasmayo.

2. ACCESIBILIDAD

La cantera tiene buena accesibilidad en la ciudad de Cajamarca y a la vez con los
distritos de esta ciudad para el transporte de los agregados, este a una distancia de 5km de
la ciudad de Cajamarca.

3. TEXTURA

Las rocas de la cantera "El Guitarrero" son de grano fino y grueso constituidas por
gravas, gravillas y arenas en forma angular.

4. MUESTREO

El procedimiento a seguir fue por medio de calicatas y se asumió que la distancia
máxima que se debe tener entre los puntos de prospección no sea mayor de 100m.

ANÁLISIS MINEROLOGICO

El análisis mineralógico de la roca y el suelo de la cantera "El Guitarrero" se realiza



en el laboratorio, observándose un alto porcentaje de sio2 en su composición y dureza alta
como se presenta en los cuadros siguientes:

Valores de las siguientes propiedades: físicas, mecánicas y mineralógicas.

PROPIEDADES FISICAS Y MINERALOGICAS

PROPIEDADES FISICAS
PROPIEDAD PROMEDIO
Dureza 6.50
2.49
Densidad aparente (gr/cm3)
2.53
Densidad real (gr/cm3) 0.98
1.57
Compasidad
0.46
Porosidad (%) 1.39
Grado de absorcion (%)
Capilaridad (gr*min0.5/cm2)
PROPIEDADES MINEROLOGICAS
PROPIEDAD PROMEDIO
Dureza (escala de mohs) 7.00
Perdida de ignición (%) 0.55
Sales solubles (%) 0.28
Carbonatos (%) 0.15
Sulfatos (%) 3.23
Sílice SiO2 (%) 87.10
Fierro fe2O3 (%) 0.35
Alumina Al2O3 (%) 2.94
H2O (%) 3.09
PROPIEDADES RESISTENTES
Calicata 08 09 10
Resistencia Promedio (Kg/cm2) 525.28 463.23 405.93
Desviación Estándar (kg/cm2) 110.07 85.83 78.09
Coeficiente de Vvariación. (%) 20.95 18.53 19.24
PROPIEDADES ELASTICAS



Calicata 09 10
08
Modulo de Elasticidad (kg/cm2) 1241.0 1611.9
1771.96
Desviación Estándar (kg/cm2) 5 1
795.76
Coeficiente de Vvariación. (%) 612.08 536.56
44.91
50.42 33.29

La roca de la cantera en estudio tiene una dureza promedio de 6.75, una baja
porosidad y un bajo grado de absorción. La resistencia promedio a compresión es de 464.82
kg/cm2 y un módulo de elasticidad de 1532.64 kg/cm2, esto nos indica que la roca en
estudio es medianamente resistente.

El valor de las propiedades físicas de los agregados que se extraen de la cantera
estudiada son:

RESULTADOS DE LAS PROPIEDADES FISICAS DE LOS AGREGADOS

AGREGADOS
AGREGADOS AGREGADO
PROPIEDADES GRUESO FINO
Tamaño máximo (pulg)
Tamayo nominal máximo (pulg)
12
Modulo de finura
1
Peso especifico de masa (gr/cm3) 2.87
2.56 2.59
Peso especifico de masa sss (gr/cm3)
2.59 2.61
Absorción (%)
1.30 0.85
Contenido de humedad (%)
5.60 0.20
1485.70
Peso unitario compactado (kg/m3)
4.53 0.66
Materia orgánica (%) 11.52
340.00 250.00
Materiales muy finos (%)
55.00
Salinidad (micro mohs/cm)
Abrasión (%)



Según el cuadro anterior, las propiedades físicas, tanto del agregado fino como del
grueso, cumplen con las normas ASTM-C33 e ITINTEC; exceptuando la resistencia a la
abrasión que es baja; en consecuencia estos agregados se pueden emplear en la
elaboración de diversos tipos de concreto.

Los valores de las resistencias medias obtenidas para concretos de f'c=100, 140 y 175
kg/cm2, son los siguientes:

Módulo de
RESISTENSCIA. Resist. promedio
elasticidad
(kg/cm2) (kg/cm2)
(kg/cm2)
100 120.00 96 040.57
140 173.31 103 002.70
175 213.04 119 508.50

Observando estos valores se deduce que son superiores a los f'c especificados y su
rango de variación es mínimo.

CONCLUSIONES DE TODAS LAS CANTERAS EXIXTENTES EN
CAJAMARCA

PROPIEDADES FISICAS:

D. ap. W abs.
Cantera Compacidad Dureza Capilaridad Porosidad
(gr/cm3) (%) (%)
Hualanga 2.5 0.99 6.5 0.3 0.52 0.79
El Gavilan 3.02 0.98 6.0 1.04 1.82 20.26 2.06
Guitarrero



2.53 1.57 6.5 2.49 1.39 0.46
La Colpa I
2.58 1.43 6.5 2.47 1.46 0.53
La Colpa II
2.57 1.43 6.5 2.52 1.46 1.53
Agocucho
2.55 0.98 7.0 2.51 1.42 1.66 1.53

PROPIEDADES MINERALOGICAS:

Cantera Al203 K20 Dureza Perdida por Sales Ca203 SiO2 Fe2O3
(%) % iningincion solubles % % %
Hualanga 1.17 7.0 0.61 3.89 0.41 84.66 0.12
Gavilan 4.5 93.6 0.14
Guitarrero 2.94 3.09 7.0 0.55 0.28 3.23 87.1 0.35
Colpa I 3.78 0.91 6.5 0.87 4.1 1.21 89.8 0.09
Colpa II 3.78 0.91 6.5 0.87 4.1 1.21 89.8 0.09
Agocucho 0.45 5.7


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