UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERIAESCUELA
ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILTECNOLOGIA DE LOS
MATERIALES DE CONSTRUCCION
ADITIVOS PARA CONCRETO1. Definicion Losaditivos para concretoson
componentes denaturaleza orgnica(resinas) oinorgnica, cuya inclusin
tiene como objeto modificar las propiedades fsicas de los
materiales conglomerados en estado fresco. Se suelen presentar en
forma de polvo o de lquido, comoemulsiones. Materiales adicionales
al agua, agregados, cemento y refuerzo con fibra, empleados como
ingredientes del concreto o mortero, aadidos inmediatamente antes o
despus del mezclado. (ComitACI 116.R-2) Un aditivo es un material
diferente a los normales en la composicin del concreto , es decir
es un material que se agrega inmediatamente antes , despus o
durante la realizacin de la mezcla con el propsito de mejorar las
propiedades del concreto, tales como resistencia , manejabilidad ,
fraguado , durabilidad , etc.2. Caractersticas Generales Materiales
orgnicos e inorgnicos Modificacin dirigida del comportamiento del
concreto en estado fresco y/o endurecido Tendencia internacional a
usarlos como un componente normal Frecuentemente se desconocen sus
propiedades y potencial de uso Herramienta fundamental en el
balance econmico de riesgos calculados en las obras
3. Clasificacin general Tipo AReductores de agua Tipo
BRetardadores Tipo CAcelerantes Tipo DReductores de agua &
Retardadores Tipo EReductores de Agua & Acelerantes Tipo
FReductores de agua de alto rango Tipo GReductores de agua de alto
rango & Retardadores ASTM C-260 Incorporadores de aire
Los aditivos ms comunes empleados en la actualidad pueden
clasificarse de la siguiente manera:1.-Inclusores de aire:Es un
tipo de aditivo que al agregarse a la mezcla de concreto, produce
un incremento en su contenido de aire provocando, por una parte, el
aumento en la trabajabilidad y en la resistencia al congelamiento
y, por otra, la reduccin en el sangrado y en la segregacin. Algunos
de estos productos son: Inclusair LQ Sika-Aire Fest-Aire Vinres
1143 Resicret 1144, etc.
Existen dos tipos de incorporadores de aire:a) Lquido, o en
polvo soluble en aguaConstituidos por sales obtenidas de resinas de
madera, detergentes sintticos sales lignosulfonadas, sales de cidos
de petrleo, sales de materiales protenicos, cidos grasosos y
resinosos, sales orgnicas de hidrocarburos sulfonados etc. Algunos
son de los llamados aninicos, que al reaccionar con el cemento
inducen iones cargados negativamente que se repelen causando la
dispersin y separacin entre las partculas slidas y un efecto
lubricante muy importante al reducirse la friccin interna.Existe un
campo muy grande de materiales con los cuales se pueden obtener
incorporadores de aire, sin embargo no todos pueden producir la
estructura de vacos adecuada para combatir el hielo y deshielo, lo
que ha motivado una gran labor de investigacin por parte de los
fabricantes y cientficos para hallas las combinaciones mas
eficientes contra el fenmeno.Este tipo de incorporadores de aire
son sensibles a la compactacin por vibrado, al exceso de mezclado,
y a la reaccin con el cemento en particular que se emplee, por lo
que su utilizacin debe hacerse de manera muy controlada y
supervisada para asegura los resultados pues de otro modo estaremos
incorporando menos vacos y de calidad diferente a la requerida.Una
de las ventajas de estos incorporadores, es que el aire introducido
funciona adems como un lubricante entre las partculas de cemento
por los vacos adicionales en su estructura.Las proporciones en que
se dosifican normalmente estos aditivos oscilan entre el 0.02% y el
0.10% del peso del cemento consiguindose incorporar aire en un
porcentaje que vara usualmente entre el 3% y el 6% dependiendo del
producto y condiciones particulares.b)En partculas
slidasConsistentes en materiales inorgnicos insolubles con una
porosidad interna muy grande como algunos plsticos, ladrillo
molido, arcilla expandida, arcilla pizarrosa, tierra diatomcea
etc.Estos materiales se muelen a tamaos muy pequeos y o lo general
deben tener una porosidad del orden del 30% por volumen.La ventaja
de estos aditivos con respecto a los anteriores estriba en que son
ms estables ya que son inalterables al vibrado o al mezclado. No
obstante, al ser su obtencin y uso ms complicados desde el punto de
vista logstico, de fabricacin y de transporte, los grandes
fabricantes a nivel mundial han desarrollado ms los primeros.Hemos
realizado algunos estudios preliminares con sillar de la regin de
Arequipa, que como se sabe es un material de origen volcnico con
porosidad del orden del 25% al 30%, que indican que podran ser un
incorporador de aire barato y eficiente, por lo que debera
investigarse con mayor profundidad en este sentidoEn nuestro medio
se emplean usualmente incorporadores de aire lquidos, ya sea
importados o de fabricacin nacional con insumos importados ,
estando el campo virgen para desarrollar incorporadores de aire con
materiales locales de adquisicin corriente, que puedan abaratar su
uso, de modo de poder difundir su empleo normal en regiones donde
por las condiciones climticas son imprescindibles.Un aspecto que
hay que tener muy presente al usar estos aditivos es el que ningn
fabricante puede garantizar a priori el contenido del aire que
inducen, pues depende como hemos dicho de muchos factores, por lo
que se requiere un chequeo permanente con equipos para medicin de
aire incorporado y compatibilizar estas mediciones con las
operaciones de mezclado y transporte, para asegurar que no hay
prdida de aire incorporado durante el proceso constructivo.
2.- Aditivos reductores de agua plastificantes. Son compuestos
orgnicos e inorgnicos que permiten emplear menor agua de la que se
usara en condiciones normales en el concreto, produciendo mejores
caractersticas de trabajabilidad y tambin de resistencia al
reducirse la Relacin Agua/Cemento.Trabajan en base al llamado
efecto de superficie, en que crean una interfase entre el cemento y
el agua en la pasta, reduciendo las fuerzas de atraccin entre las
partculas, con lo que se mejora el proceso de hidratacin.Muchos de
ellos tambin desarrollan el efecto aninico que mencionamos al
hablar de los incorporadores de aire.Usualmente reducen el
contenido de agua por lo menos en un 5% a 10%.Tienen una serie de
ventajas como son:a) Economa, ya que se puede reducir la cantidad
de cemento.b) Facilidad en los procesos constructivos, pues la
mayor trabajabilidad de las mezclas permite menor dificultad en
colocarlas y compactarlas, con ahorro de tiempo y mano de obra.c)
Trabajo con asentamientos mayores sin modificar la relacin
Agua/cemento.d) Mejora significativa de la impermeabilidade)
Posibilidad de bombear mezclas a mayores distancias sin problemas
de atoros, ya que actan como lubricantes, reduciendo la
segregacin.En general, la disminucin del asentamiento en el tiempo
es algo ms rpida que en el concreto normal, dependiendo
principalmente de la temperatura de la mezcla.Las sustancias mas
empleadas para fabricarlos son los lignosulfonatos y sus sales,
modificaciones y derivados de cidos lignosulfonados, cidos
hidroxilados carboxlicos y sus sales, carbohidratos y polioles etc.
(Ref. 6.7).La dosificacin normal oscila entre el 0.2% al 0.5% del
peso del cemento, y se usan diluidos en el agua de mezcla.Estos
aditivos producen un aumento en la fluidez de la mezcla, o bien,
permiten reducir el agua requerida para obtener una mezcla de
consistencia determinada, lo que resulta en un aumento de la
trabajabilidad, mientras se mantiene el mismo revenimiento. Adems,
pueden provocar aumentos en la resistencia tanto al congelamiento
como a los sulfatos y mejoran la adherencia. Algunos de estos son:
Festerlith N Dispercon N DENSICRET Quimiment Adiquim Resecret 1142
y 1146 Adicreto Sikament Plastocreto, etc.
3.- Aditivos superplastificantes : Son reductores de
agua-plastificantes especiales en que el efecto aninico se ha
multiplicado notablemente.A nivel mundial han significado un avance
notable en la Tecnologa del Concreto pues han permitido el
desarrollo de concretos de muy alta resistencia.En la actualidad
existen los llamados de tercera generacin, que cada vez introducen
mejoras adicionales en la modificacin de las mezclas de concreto
con reducciones de agua que no se pensaba fueran posible de
lograrse unos aos atrs. Se aplican diluidos en el agua de mezcla
dentro del proceso de dosificacin y produccin del concreto, pero
tambin se pueden aadir a una mezcla normal en el sitio de obra un
momento antes del vaciado, produciendo resultados impresionantes en
cuanto a la modificacin de la trabajabilidad.Por ejemplo, para una
mezcla convencional con un slump del oren de 2 a 3, el aadirle
superplastificante puede producir asentamientos del orden de 6 a 8
sin alterar la relacin Agua/Cemento.En efecto es temporal, durando
un mnimo del orden de 30 min a 45 min dependiendo del producto en
particular y la dosificacin, pero se puede seguir aadiendo aditivo
si es necesario para volver a conferirle plasticidad al concreto.La
dosificacin usual es el 0.2% al 2% del peso del cemento, debiendo
tenerse cuidado con las sobre dosificaciones pues pueden producir
segregacin si las mezclas tienen tendencia hacia los gruesos o
retardos en el tiempo de fraguado, que obligan a prolongar e
intensificar el curado, algunas veces durante varios das, aunque
despus se desarrolla el comportamiento normal.Las mezclas en las
que se desee emplear superplastificantes deben tener un contenido
de finos ligeramente superior al convencional ya que de otra manera
se puede producir segregacin si se exagera el vibrado.Producen
generalmente incremento de burbujas superficiales en el concreto
por lo que ha que optimizar en obra tanto los tiempos de vibrado
como la secuencia de esta operacin, para reducir las burbujas al
mnimo.Si se desea emplear al mximo sus caractersticas de reductores
de agua, permiten descensos hasta del 20% a 30% trabajando con
slumps del orden de 2 a 3, lo que ha permitido el desarrollo de
concretos de muy alta resistencia (750 kg/cm2) con relaciones
Agua/Cemento tan bajas como 0.25 a 0.30, obviamente bajo
optimizaciones de la calidad de los agregados y del cemento.Su
empleo slo como plastificantes permite como hemos dicho, el
suministrar caractersticas autonivelantes a concretos
convencionales, lo que los hace ideales para vaciados con mucha
congestin de armadura donde el vibrado es limitado.En nuestro medio
se han utilizado relativamente poco los superplastificantes, siendo
uno de los casos mas saltantes en el concreto pesado del Block del
Reactor en Huarangal Lima, donde la alta concentracin de armadura y
elementos metlicos embutidos, motiv que los empleramos, con
excelentes resultados debido a sus caractersticas de mejoradores de
la trabajabilidad.En el Proyecto Majes Secciones D y E, hemos
empleado superplastificants como reductores de agua, para obtener
Relaciones Agua/Cemento bajas con trabajabilidades altas
(Agua/Cemento < 0.50, slump 3 a 4), al existir estos
condicionantes por razones de impermeabilidad y durabilidad de las
estructuras hidrulicas, ante el riesgo potencial de agresividad por
cloruros y sulfatos de los suelos circundantes. Los resultados
obtenidos han sido muy satisfactorios.Como complemento, debemos
mencionar que son auxiliares muy buenos para las invecciones o
rellenos (grouting), por su efecto plastificante.En el Per se han
usado los de procedencia norteamericana y europea, pero es
interesante anotar que el Japn tiene el liderazgo actual en cuanto
al desarrollo de estos productos, con versiones sumamente
especiales.3.- Retardantes del fraguado:Son aditivos que retardan
el tiempo de fraguado inicial en las mezclas y, por lo tanto,
afectan su resistencia a edades tempranas. Estos pueden disminuir
la resistencia inicial. Se recomienda para climas clidos, grandes
volmenes o tiempos largos de transportacin. Su uso principal se
amerita en los siguientes casos:a) Vaciado complicado y/o
voluminoso, donde la secuencia de colocacin del concreto provocara
juntas fras si se emplean mezclas con fraguados normales.b)
Vaciados en clima clido, en que se incrementa la velocidad de
endurecimiento de las mezclas convencionales.c) Bombeo de concreto
a largas distancias para prevenir atoros.d) Transporte de concreto
en Mixers a largas distancias.e) Mantener el concreto plstico en
situaciones de emergencia que obligan a interrumpir temporalmente
los vaciados, como cuando se malogra algn equipo o se retrasa el
suministro del concreto.Algunos de estos son: Resicret 1142
Durotard Duro-Rock N-14 Festerlith R Sonotard Festard Retarsol
Adicreto R Densiplast R, etc.4.- Acelerantes de la
resistencia:Estos producen, como su nombre lo indica, un adelanto
en el tiempo de fraguado inicial mediante la aceleracin de la
resistencia a edades tempranas. Se recomienda su uso en bajas
temperaturas para adelantar descimbrados. Adems, pueden disminuir
la resistencia final. Dentro de estos productos tenemos: Rrmix
Festermix Secosal Dispercon A Rapidolith Daracel 1145 Sikacrete
Fluimex , etc.5.-Estabilizadores de volumen:Producen una expansin
controlada que compensa la contraccin de la mezcla durante el
fraguado y despus la de este. Se recomienda su empleo en bases de
apoyo de maquinaria, rellenos y resanes. Algunos de estos productos
son: Vibrocreto 1137 Pegacreto Inc 1105 Expancon Ferticon Imp Kemox
B Interplast C Ferrolith G Fester Grouth NM Ferroset , etc.6.-
Endurecedores:Son aditivos que aumentan la resistencia al desgaste
originado por efectos de impacto y vibraciones. Reducen la formacin
de polvo, y algunos de este tipo son: Master Plate Anviltop
Lapidolith Ferrolith IT Ferrofest H Duracreto , etc.Tambien se
cuenta con otro tipo de aditivos como son los impermeabilizantes,
las membranas de curado y los adhesivos. Dentro de estos productos
tenemos 7.- impermeabilizantes: Esta es una categora de aditivos
que slo est individualizada nominalmente pues en la prctica, los
productos que se usan son normalmente reductores de agua, que
propician disminuir la permeabilidad al bajar la Relacin
Agua/Cemento y disminuir los vacos capilares.Su uso est orientado
hacia obras hidrulicas donde se requiere optimizar la estanqueidad
de las estructuras.No existe el aditivo que pueda garantizar
impermeabilidad si no damos las condiciones adecuadas al concreto
para que no exista fisuracin, ya que de nada sirve que apliquemos
un reductor de agua muy sofisticado, si por otro lado no se
consideran en el diseo estructural la ubicacin adecuada de juntas
de contraccin y expansin, o no se optimiza el proceso constructivo
y el curado para prevenir agrietamiento.Hemos tenido ocasin de
apreciar proyectos hidrulicos donde en las especificaciones tcnicas
se indica el uso exclusivo de aditivos impermeabilizantes, lo cual
no es correcto y lleva a confusin pues esta connotacin que es
subjetiva, la han introducido principalmente los fabricantes, pero
en la prctica no son en general otra cosa que reductores de
agua.Existe un tipo de impermeabilizantes que no actan reduciendo
agua sino que trabajan sobre el principio de repeler el agua y
sellar internamente la estructura de vacos del concreto, pero su
uso no es muy difundido pues no hay seguridad de que realmente
confieran impermeabilidad y definitivamente reducen resistencia.
Las sustancias empeladas en este tipo de productos son jabones,
butilestearato, ciertos aceites minerales y emulsiones
asflticas.Otros elementos que proporcionan caractersticas de
incremento de impermeabilidad son las cenizas voltiles, las
puzolanas y la microslice, que en conjuncin con el cemento generan
una estructura mucho menos permeable que la normal, pero su uso es
ms restringido.
Fluigral Pol Festegral Impercon Sikalite, etc.Para membranas:
Curacreto Curafilm 1149 curalit, etc. Para los adhesivos que se
usan para ligar concreto viejo con nuevo: Adhecon B Fester bond
Pegacreto Epoxicreto NV Ligacret, etc.8.- curadores qumicos: Pese a
que no encajan dentro de la definicin clsica de aditivos, pues no
reaccionan con el cemento, constituyen productos que se aaden en la
superficie del concreto vaciado para evitar la prdida del agua y
asegurar que exista la humedad necesaria para el proceso de
hidratacin.El principio de accin consiste en crear una membrana
impermeable sobre el concreto que contrarreste la prdida de agua
por evaporacin.Hemos credo conveniente incluirlos en este captulo
pues es importante el conocer sus caractersticas, ya que se usan
bastante en nuestro medio, donde algunos fabricantes locales
producen versiones excelentes.Existen bsicamente dos tipos de
curadores qumicos :a) Emulsiones de cera, que al liberar el
solvente acuoso dejan una pelcula protectora sobre la superficie.
Normalmente son pigmentadas con color blanco para reflejar los
rayos solares y reducir la concentracin local de temperatura. En
otras ocasiones el pigmento es de otro color slo para poder
controlar el progreso de la aplicacin. Al cabo de un cierto nmero
de das el pigmento normalmente desaparece.Este tipo de curadores
tiene la particularidad que en climas muy clidos la pelcula de cera
permanece en estado semislido, debido a las temperaturas
superficiales del concreto y la accin solar, dependiendo su
eficacia de la calidad del producto en particular, ya que en
algunos esto origina que sean permeables permitiendo la fuga de
agua, y en otros constituye una ventaja pues se vuelve menos
viscosa la cera y penetra en los poros capilares de la superficie
sellndola.Otra particularidad es que normalmente son difciles de
limpiar, por ejemplo en la zona de las juntas de contraccin o
expansin, donde se necesita tener una superficie limpia para la
colocacin de sellos elsticos, siendo necesario algunas veces
recurrir al arenado para eliminar la capa de curador.b) Soluciones
de resinas sintticas en solventes voltiles, que crean el mismo
efecto de una capa de laca o pintura sobre el concreto, sellndolo.A
diferencia de los anteriores, a mayor temperatura, el solvente se
volatiliza ms rpido y la pelcula protectora se vuelve ms rgida,
dependiendo su eficacia del contenido de slidos en la solucin.Se
fabrican tambin con o sin pigmento y normalmente se pueden limpiar
con escobilla metlica o con gasolina.En cualquiera de los casos, es
necesario hacer pruebas de la eficiencia del curador de acuerdo a
como lo recomienda el ACI 318 obtenindose probetas cilndricas de
concreto, aplicndoles el curador de igual manera como se hace con
las estructuras y dejndolas al pie de obra para que estn sometidas
a las mismas condiciones ambientales. Paralelamente se curan bajo
condiciones controladas en laboratorio, otra serie de cilindros del
mismo concreto, ensayndose ambas series a los 28 das. Se considera
que el sistema de curado es efectivo si la resistencia de las
curadas en obra es mayor o igual al 85% del fc de las curadas en
condiciones controladas, no siendo necesario el cumplimiento de
esta condicin si la resistencia de las curadas en obra supera en 35
kg/cm2al fc especificado.La colocacin de estos productos con
pulverizador, brocha o rodillo de acuerdo al caso particular, debe
realizarse lo antes posible luego del desencofrado, mojando
previamente el concreto para reponer prdidas de agua, que hayan
ocurrido antes de la operacin de curado. Cuando se aplica sobre
superficies frescas expuestas, debe ejecutarse apenas haya
desaparecido el agua superficial o est por desaparecer.
9.- Inhibidores de corrosin Retardan el ingreso de cloruros
hacia el acero de refuerzo Estn compuestos de Nitrito de Calcio
Aligeran el endurecimiento Aumentan la durabilidad ante
corrosin
10.- Reductores de contraccin: Estos aditivos reducen la
contraccin plstica y la diferida reduciendo la fisuracin del
concreto fue introducida inicialmente en Estados Unidos en
1997.
11.- Inhibidores de hidratacin: Estos aditivos duermen el
concreto hasta por 72 horas, sin que se altere ninguna de sus
propiedades o existan efectos secundarios negativos. Mejoran las
caractersticas resistentes del concreto, son muy tiles en el
shotcrete va hmeda y adecuados cuando se quiere transportar el
concreto a distancias muy largas.12.- Aditivos naturales
Acelerantes : Azcar, dosis > 0.25% peso cemento Urea, cido
lctico, cido oxlico(pulidores de metal) Plastificantes Retardadores
: Almidn, dosis = 0.10% peso del cemento Azcar, dosis < 0.25%
peso del cemento Celulosa, dosis = 0.10% peso del cemento Acido
tartrico, , dosis = 0.25% peso del cemento Resinas de madera en
dosis variables Incorporadores de aire : Detergentes caseros
Resinas de madera Algas
[Escriba texto]Pgina 11
