Characterization and testing of rock aggregates of the Santa Marta Batholith, (Colombia)

Abstract

Abstract

Aggregates of intrusive rocks are the major source of crushed fine and coarse aggregates for use in concrete in several countries and they have to meet a number of specifications relating to strength and durability. This research reports the evaluation of aggregates of granitoids and associated rocks of Santa Marta Batholith, Sierra Nevada de Santa Marta Massif, Colombia, based on petrographic analysis and mechanical and chemical acceptance tests. The strength and durability of a particular rock type depends on its intrinsic characteristic, thus petrographic analysis is very important to understand its mechanical and chemical properties. Numerous standard tests used to ensure aggregates meet the appropriate specifications; however, petrographic analysis represents the most valuable test for predicting the overall performance of concrete aggregates in any control test. Aggregates were analyzed to determine their petrographic, physical, mechanical and chemical properties. Samples were categorized as hornblendite, gabbro, quartzmonzodiorite, monzodiorite and monzonite groups. Among these, of the quartzmonzodiorite was the dominant group. Specific gravity indicates values in the range 2673-2956kg/m3. Water absorption values are in the range 0.908-1.194%. Aggregate impact values of samples (37.82 to 61.36%) showed good soundness only for one of the aggregates, which are considered acceptable for use in the preparation of a good quality concrete. Values of Methylene Blue Adsorption reveal the organic matter content is below the threshold. Magnesium sulphate values ranged between 0.11 and 4.75% suggesting good resistance against chemical atmospheric agents. The compressive strength test shows values in the range 35.22- 59.45MPa indicating that the geomechanical behavior of rock cylinders is satisfactory. The geomechanical behavior of rock tablets under flexion is also satisfactory for SMA-2 sample (16.53MPa), although not for SMA-6 and SMA-8 samples, which showed values of 7.52 and 8.74MPa, respectively. Comparing with the existing American Standard of Testing Material, the studied samples are suitable for concrete.

Keywords: aggregates, granitoids and associated rocks, petrographic analysis, mechanical and chemical properties, strength and durability, concrete.

Caracterización y ensayo de agregados de rocas del Batolito de Santa Marta, (Colombia)

Resumen

Los agregados de rocas intrusivas son la principal fuente de triturado de agregados finos y gruesos para

uso en concreto en varios países, los cuales tienen que cumplir una serie de especificaciones con relación a resistencia y durabilidad. Esta investigación presenta la evaluación de agregados de granitoides y rocas asociadas del Batolito de Santa Marta, Macizo Sierra Nevada de Santa Marta, Colombia, con base en el análisis petrográfico y ensayos de resistencia mecánica y química. La resistencia y durabilidad de cualquier tipo de roca depende de su característica intrínseca, de esta manera el análisis petrográfico es muy importante para entender sus propiedades mecánicas y químicas. Numerosas pruebas estándar se utilizan para determinar si los agregados cumplen las especificaciones apropiadas, sin embargo, el análisis petrográfico representa la prueba más valiosa para predecir el rendimiento global del hormigón en cualquier prueba de control. Los agregados se analizaron para determinar sus características petrográficas, y propiedades físicas, mecánicas y químicas. Las muestras se clasificaron como hornblendita, gabro, cuarzomonzodiorita, monzodiorita y monzonita, siendo la cuarzomonzodiorita el grupo dominante. El peso específico indica valores en el rango de 2673-2956kg/m3. Los valores de absorción de agua están en el intervalo 0,908-1,194%. Los valores agregados de impacto de las muestras (37,82 a 61,36%) mostraron buena solidez sólo para uno de los agregados, lo cual se considera aceptable para su uso en la preparación de hormigón de buena calidad. Los valores de absorción de azul de metileno revelan que el contenido de materia orgánica es inferior al umbral. Los valores de sulfato de magnesio oscilan entre 0,11% y 4,75% lo que sugiere una buena resistencia a los agentes atmosféricos químicos. La prueba de resistencia a la compresión muestra valores en el rango de 35,22-59,45MPa, por lo tanto, el comportamiento geomecánico de cilindros de roca fue satisfactorio. El comportamiento geomecánico de tabletas de roca bajo flexión fue también satisfactorio para la muestra SMA-2 (16,53MPa), aunque no para las muestras SMA-6 y SMA-8, que mostraron valores de 7,52 y 8,74MPa, respectivamente. En comparación con la actual Norma Americana de Ensayos de Materiales, las muestras estudiadas son adecuadas para el hormigón.

Palabras clave: agregados, granitoides y rocas asociadas, análisis petrográfico, las propiedades mecánicas y químicas, resistencia y durabilidad, hormigón.

Caracterização e testes de agregados de rochas do Batólito de Santa Marta, (Colombia)

Resumo

Os agregados de rochas intrusivas são a principal fonte de britagem e grossos finos para uso em concreto em vários países, que têm de cumprir determinadas especificações relativas à resistência e durabilidade. Esta pesquisa apresenta a avaliação de agregados e rochas graníticas associadas do batólito Santa Marta, Sierra Nevada Maciço de Santa Marta, Colômbia, com base na análise petrográfica, e testes de resistência mecânica e química. A resistência e durabilidade de qualquer tipo de rocha depende da sua característica inerente, de modo que a análise petrográfica é muito importante para compreender as suas propriedades físicas e químicas. Vários testes padrão foram utilizados para determinar se os agregados satisfazer as especificações apropriadas, no entanto, a análise petrographic representa o teste mais valioso para prever o desempenho global do betão em qualquer teste de controlo. As amostras globais foram analisadas quanto às características petrográficas e propriedade físicas, mecânicas e químicas. As amostras foram classificadas como hornblendite, gabro, cuarzomonzodiorita, monzodiorita e monzonite cuarzomonzodiorita sendo o grupo dominante. Os valores dos pesos específicos indicados na gama 2673- 2956kg/m3. Os valores de absorção de água estão na gama de 0,908-1,194%. Os valores de impacto de Agregados as amostras (37,82-61,36%) mostrou uma boa solidez a apenas um dos agregados, o que é considerado aceitável para utilização na preparação de uma boa qualidade do betão. A absorção de valores de metileno azul mostra que o material orgânico é inferior ao limiar. Os valores de sulfato de magnésio situam-se entre 0,11% e 4,75%, sugerindo uma boa resistência ao desgaste químico. Os valores de resistência à compressão de amostras de teste na gama de 35,22-59,45MPa, por conseguinte, o comportamento de cilindros geomecânica rocha foi satisfatória. O comportamento geomecânico de rocha sob tablets dobra também foi satisfatória para a SMA-2 da amostra (16,53MPa), mas não para os SMA-6 SMA-8 amostras que apresentaram valores de 7,52 e 8,74MPa, respectivamente. Em comparação com os atuais americanos Materiais padrão de teste, as amostras estudadas são adequadas para concreto.

Palabras-chave: agregados, granitóides e rochas associadas, análise petrográfica, propriedades mecânicas e químicas, resistência e durabilidade, concreto.

Cita: Figueroa Madero NP, Mendoza Ortíz SP, Ríos Reyes CA, Castellanos Alarcón OM. Characterization and testing of rock aggregates of the Santa Marta Batholith, (Colombia). rev.ion. 2014;27(2):87-104.