La arena y la grava son mezclas sueltas de arena y grava, y constituyen los materiales más utilizados en la construcción de infraestructuras, con aplicaciones en diversos campos como la edificación, el transporte y los ferrocarriles. Se pueden clasificar de varias maneras, pero las clasificaciones principales se basan en el método de formación, el tamaño de las partículas, el grado de calidad y la aplicación.
Esta clasificación se basa principalmente en la formación de arena y grava, y se divide en dos categorías principales: arena y grava naturales y arena y grava artificiales. Ambas difieren significativamente en características y escenarios de aplicación, y es también el método de clasificación más utilizado en la industria.
Formadas naturalmente a partir de rocas mediante meteorización, erosión, socavación hídrica, transporte y sedimentación, sin trituración ni procesamiento artificial, las partículas son mayoritariamente redondeadas. Se pueden subdividir según su origen:
Arena de río: Procedente de ríos y arroyos, ha sufrido erosión hídrica prolongada, lo que resulta en partículas redondeadas, granulometría uniforme, bajo contenido de lodo y alta pureza. Es la arena más utilizada en proyectos de construcción, apta para hormigón, mortero y diversas aplicaciones. Sin embargo, su sobreexplotación puede provocar la exposición de los lechos fluviales y daños ecológicos.
Arena de mar: Procedente de zonas costeras, tiene partículas redondeadas y un alto contenido de sal. Requiere desalinización (eliminación de la sal) antes de su uso en proyectos de construcción; de lo contrario, corroerá el acero de refuerzo y afectará la resistencia del hormigón. Se utiliza principalmente en proyectos de baja envergadura o estructuras no portantes en zonas costeras.
Arena de montaña: Procedente de capas de roca erosionadas en zonas montañosas, presenta partículas de bordes afilados, mayor contenido de lodo e impurezas, menor granulometría y resistencia relativamente baja. Se utiliza principalmente para relleno de cimientos, construcción de muros no portantes y otras aplicaciones donde la alta calidad de la arena no es fundamental. Es necesario un cribado riguroso y la eliminación de impurezas antes de su uso.
Guijarros: Piedras trituradas, redondas u ovaladas, formadas naturalmente, con un tamaño de partícula superior a 2 mm. Se forman por la erosión prolongada de las rocas por el flujo del agua. Son duros y resistentes al desgaste, y se utilizan frecuentemente como árido grueso en hormigón y subbases de carreteras. Se pueden clasificar según el tamaño de partícula.
La arena manufacturada se produce manualmente mediante trituración, cribado y conformado de materias primas como rocas (p. ej., caliza, granito), residuos de construcción y relaves mineros. Permite un control preciso de la distribución del tamaño de partícula y la calidad, y actualmente es la principal alternativa a la arena y grava naturales, representando aproximadamente el 70 % de la arena y grava utilizadas en la construcción. Se divide principalmente en dos categorías:
Arena manufacturada: Arena producida exclusivamente mediante trituración y cribado mecánicos, con un tamaño de partícula inferior a 4,75 mm. Las partículas son multifacéticas y tienen una superficie rugosa, lo que resulta en una buena adherencia al cemento. Se pueden obtener diferentes granulometrías ajustando el proceso, lo que la hace adecuada para hormigón de alto rendimiento, componentes prefabricados y otras aplicaciones. La nueva norma nacional ha añadido una definición y los requisitos técnicos correspondientes para las partículas laminares en la arena manufacturada.
Arena mixta: Arena obtenida mediante la mezcla de arena manufacturada y arena natural en una proporción determinada. Combina las ventajas de ambas, con una granulometría adecuada y buena trabajabilidad. La proporción de mezcla se puede ajustar según los requisitos del proyecto. La nueva norma nacional para «Arena de Construcción» incluye una definición y clasificación específica para la arena mezclada.
Piedra triturada mecánicamente: Elaborada a partir de rocas trituradas mecánicamente, presenta partículas angulares bien definidas, alta resistencia y granulometría controlable. Según el tipo de roca, se clasifica en piedra triturada de granito, piedra triturada de caliza, etc. Es una de las principales fuentes de árido grueso para el hormigón. La nueva norma nacional ha revisado y mejorado indicadores como el contenido de polvo de lodo y el contenido de partículas aciculares y laminares.
Esta clasificación se basa en el tamaño de las partículas de arena y grava, y se utiliza principalmente para distinguir las especificaciones de la arena y la piedra triturada, lo que facilita la selección y dosificación en ingeniería, y cumple con los estándares de la industria.
La arena se clasifica en cuatro grados según su módulo de finura (un indicador de su granulometría). La nueva edición de «Arena de Construcción» incluye un rango de módulo de finura para arena extrafina, como se detalla a continuación:
Arena Gruesa: Módulo de finura 3,7-3,1, tamaño medio de partícula superior a 0,5 mm. Presenta partículas relativamente gruesas y alta porosidad, y se utiliza comúnmente como árido grueso en hormigón y relleno de bases de carreteras. Requiere mezclarse con arena fina para ajustar la granulometría.
Arena Media: Módulo de finura 3,0-2,3, tamaño medio de partícula 0,5-0,35 mm. Posee una granulometría uniforme y es la arena más utilizada en la construcción. Es adecuada para la mayoría de aplicaciones, como la mezcla de hormigón, la preparación de mortero y la construcción de muros, ofreciendo la mejor relación coste-beneficio.
Arena Fina: Módulo de finura 2,2-1,6, tamaño medio de partícula 0,35-0,25 mm. Presenta partículas relativamente finas y buena trabajabilidad, pero menor resistencia. Se utiliza principalmente para la preparación de mortero y el enlucido de paredes, y no es apta para su uso en hormigón de alta resistencia.
Arena extrafina: Módulo de finura de 1,5 a 0,7, tamaño medio de partícula inferior a 0,25 mm, partículas extremadamente finas, su contenido de lodo supera fácilmente el estándar, requiere un tratamiento especial antes de su uso. Se utiliza principalmente en mortero de baja resistencia, nivelación de bases y otros usos. La nueva versión de la norma nacional especifica su rango de módulo de finura.
En la industria, el «rango de tamaño de partícula» se usa comúnmente para indicar especificaciones que faciliten el cribado y las aplicaciones de ingeniería. Las especificaciones comunes son las siguientes:
5-10 mm (grava 5-1): Partículas de entre 5 y 10 mm, de menor tamaño, comúnmente utilizadas como árido fino en hormigón, mortero, nivelación de superficies viales y también para ajustar la granulometría del árido grueso y rellenar huecos.
10-20 mm (grava 1-2): Partículas de entre 10 y 20 mm, la más utilizada, comúnmente empleada como árido grueso en hormigón, capas base de carreteras, ingeniería de puentes, etc. Adecuada para la mayoría de las aplicaciones de hormigón de alta resistencia, es la especificación de piedra triturada más utilizada en ingeniería.
16-31,5 mm (grava 1-3): Partículas de entre 16 y 31,5 mm, de mayor tamaño y resistencia, comúnmente utilizadas para grandes componentes de hormigón, capas base de carreteras, relleno de cimentaciones y otras aplicaciones que requieren alta resistencia. Se requiere mezclarlo con piedra triturada de partículas finas para ajustar la granulometría.
10-15 mm (árido de 2-4 mm): Equivale a 1/4-1/2 pulgada según la norma internacional. Con un tamaño de partícula moderado, se usa comúnmente en proyectos de concreto de tamaño pequeño a mediano, construcción de muros y pavimentación de subbases. Es altamente adaptable y se puede combinar de forma flexible con otros materiales.
15-20 mm (árido de 4-6 mm): Equivale a 1/2-3/4 de pulgada según la norma internacional. Con un tamaño de partícula uniforme, se usa comúnmente en mezclas de concreto, subbases de carreteras y proyectos de relleno. Su granulometría adecuada puede reducir el uso de cemento y mejorar la densidad del concreto.
