ADITIVOS EXPANSORES

INTRODUCCION

LA HISTORIA DE CEMENTO EXPANSIVO

En los tiempos de los etruscos fueron un pueblo de la antigüedad cuyo núcleo geográfico fue la Toscana, Italia, a la cual dieron su nombre. se conocían morteros hechos de mezclas de puzolana (materiales que contienen sílice y/o aluminio los cuales por si solos tienen poco o ningún valor cementante) y cal. Los romanos ya sabían hacer concreto de resistencia a compresión de 5 Mpa.

La tecnología utilizada por este cemento es la reacción química de hidratación. Esta reacción química se emplea desde la antigüedad, se utilizó en la construcción en la construcción de las pirámides de Egipto para la extracción y elaboración de grandes bloques de granito. Trata de incorporar agua a un compuesto.

Utilizaban cuñas de madera y los mojaban con agua; por efecto de la reacción química de hidratación se producía una tremenda fuerza expansiva y la consiguiente rotura. Los morteros demoledores, mezclados con agua producen la reacción química de hidratación generando una fuerza expansiva.

COMPONENTES DE LOS ADITIVOS EXPANSIVOS :

Están compuestos por : CaO,(oxido de calcio) MgO(oxido de magnesio)

CONCEPTO

El aditivo expansor es un producto inorgánico en polvo exento de cloruros y de otros componentes que pueden ser perjudiciales para el concreto.

Está compuesto por un óxido de calcio tratado térmicamente de un modo particular y mediante un grado de molienda controlado. Con la propiedad principal de un aditivo expansor para utilizar en mezclas de hormigón y morteros cementíceos.

Por una parte se compensa la contracción por fraguado y endurecimiento y se da lugar a una expansión adicional. Esta propiedad expansiva induce a una disminución de la porosidad, con la consiguiente reducción de la permeabilidad, un incremento de la resistencia a la compresión, un incremento de la durabilidad y una mayor adherencia al hierro de las estructuras.

Su capacidad expansiva está dada por su aumento de volumen a presión constante superior a 15 Mpa.

Es un cemento hidráulico

¿COMO FUNCIONA EN EL CONCRETO?

Estos aditivos forman burbujas de gas por reacción de algunos de sus compuestos entre si o con los productos de la hidratación del cemento.

¿QUE PRODUCE DENTRO DEL CONCRETO?

Esta reacción se produce en el interior del concreto mientras este se mantiene fresco, de manera que, al quedar atrapadas las burbujas producidas, se genera una expansión del concreto, motivo por el cual el empleo de este tipo de aditivos se puede orientar a producir dos efectos:

Si el concreto esta libre para expandirse, el aumento de volumen generado permite compensar la disminución de volumen que normalmente experimenta el concreto por efecto de la retracción hidráulica.

Si el concreto esta confinado, el aumento de volumen puede generar un efecto de compresión, el cual puede compensar las tensiones de tracción que experimenta el concreto por efecto de la retracción hidráulica.

DESCRIPCION DEL ADITIVO: Aditivos que se expanden durante el periodo de hidratación

del concreto o reaccionan con otros componentes del concreto para causar expansión, se utilizan para reducir al mínimo los efectos de la contracción por secado.

Es un aditivo diseñado para concretos que necesiten propiedades expansivas, produce un efecto plastificante en mezclas, consiguiéndose una mejor introducción de ellas en grietas y nidos de piedras.

CARACTERISTICAS:

Produce una mezcla de gran fluidez y poder de retención de agua.

Mantiene el cemento y la arena en suspensión, lo cual garantiza un relleno completo de la cavidad.

Permite reducir la cantidad de agua de la mezcla, aumenta la resistencia de pastas endurecidas en cavidades cerradas herméticamente.

No contiene cloruro de calcio u otros productos químicos que corroen el acero de refuerzo.

Estabiliza la mezcla reduciendo la exudación.

Se puede usar con aditivos reductores de agua cuando se requiere una relación agua/ cemento.

NORMATIVIDAD PARA LA REALIZACION ENSAYOS

CODIGO TITULO DESCRIPCION

NTP 334.151:2006 CEMENTOS. Método de ensayo para la determinación de la expansión compensada del mortero de cemento expansivo

Establece la determinación de los cambios de longitud del mortero de cemento expansivo, mientras está bajo restricción, debido al desarrollo de fuerzas internas resultantes de la hidratación del cemento.

NTP 334.156:2006 CEMENTOS. Requerimientos para Mortero expansivo Portland

Establece los requisitos de los cementos Portland que se expanden durante el periodo de endurecimiento temprano después del fraguado.

Normatividad en el Perú

CODIGO TITULO DESCRIPCION

ASTM C-845 Cementos Hidráulicos Establece especificaciones estándar para cementos hidráulicos expansivos.

ASTM C-806 Cemento expansivo Establece la expansión restringida de morteros con cemento expansivo.

ASTM C-878 Expansión restringida del concreto

Da a conocer la expansión restringida del concreto compensador de contracciones.

Normatividad Internacional

TIPOS DE ADITIVOS EXPANSORES:

TIPO M: Es una mezcla de cemento aluminoso y sulfato de calcio que produce etringita cuando se mezcla con cemento portland y agua. Su acción expansiva prevalece durante la fase plástica previa para alcanzar el endurecimiento. Para aplicación en mezclas de morteros cementíceos se recomienda adicionar del 0,5 al 1% en peso del total de sólidos de la mezcla.

TIPO C: Su acción expansiva prevalece durante la fase de endurecimiento del hormigón. Particularmente se usa para compensar el efecto del secado por la pérdida de humedad e inducir a un estado de pre comprensión en el hormigón armado.

TIPO K: Es una mezcla de sulfoaluminato cálcico y sulfato de calcio que produce etringita cuando se mezcla con cemento portland y agua.

· TIPO S: Es una mezcla de aluminato tricálcico (C3A) y sulfato de calcio la cual produce etringita cuando se mezcla con cemento portland y el agua

· TIPO G: Es una mezcla de dióxido de calcio y dióxido de aluminio que produce cristales de hidróxido de calcio cuando se mezcla con cemento portland y agua.

CEMENTO EXPANSIVO

E-1(K) = aditivo expansor + cemento portland tipo II su usos comúnmente son:

+

CEMENTO EXPANSIVO E-1(K)

• Pisos Industriales

CEMENTO EXPANSIVO E-1(K)

• Contenedores y tanques de almacenaje

CEMENTO EXPANSIVO E-1(K)

Elementos prefabricados- Pistas de Aeropuertos.

CEMENTO EXPANSIVO E-1(K)Anclajes en suelos y roca

CEMENTO EXPANSIVOE-1(M) contiene cemento Pórtland, cemento de aluminato de calcio ( desarrolla resistencia a una mayor velocidad) y sulfato de calcio(controla el fraguado)

CEMENTO EXPANSIVOEl tipo E-1(S) contiene cemento portland con alto contenido de aluminato tricálcico (proporciona resistencia a sales y mayor hidratación ) y sulfato de calcio.

CAMPO DE APLICACIÓN

Estructuras de hormigón armado y hormigón pretensado: vigas, tejados, arcos, coberturas, casquetes de túneles, puentes, cúpulas y coberturas en hormigón a la vista; pisos para cámaras frigoríficas e industriales; y estructuras delgadas.

Trabajos de hidráulica: piletas para plantas de depuración, cloacas, galerías subterráneas, canalizaciones y depósitos para líquidos; estructuras portuarias en ambiente marino, muelles y bloques rompe-ola; e inyecciones de sellado hermético.

Pre moldeados: durmientes para ferrocarril, vigas pre comprimidas, paneles prefabricados, postes y caños.

Refuerzo de estructuras: mantenimiento extraordinario de estructuras en hormigón armado y también bajo cargas; anclaje de máquinas y consolidación de rocas.

• Demolición de rocas para la construcción de caminos.

• Demoliciones limitadas de rocas o estructuras de cimiento, allí donde las obras adyacentes no deben ser dañada por las vibraciones generadas por las explosiones.

• Pre corte de formaciones rocosas, creando bloques aislados que pueden ser demolidos con la máxima facilidad.

• Corte de bloques de mármol y granito.

• El mortero expansivo es perfecto para el área residencial, escuela, hospital y aeropuertos. Puesto que el mortero expansivo proporciona la demolición controlada según patrones de la perforación, es muy fácil romper el concreto reforzado y todas las clases de piedra en tamaños y formas deseados, sin ruido, la vibración o el polvo.

• Luego de haber inyectado el mortero expansivo observamos como va actuando

• Luego de 6 h. 1/2 podemos apreciar el resultado del mortero expansivo.

PREPARACIÓN DE LA MEZCLA: El aditivo expansor se introduce en la mezcladora junto con el

cemento y todos los otros componentes. Para mejorar la eficacia del aditivo reductor de agua su adición debe ser hecha cuando se ha introducido más de la mitad del agua demandada para una mezcla. El tiempo de mezclado del hormigón es similar a aquél normalmente adoptado para la preparación de un hormigón normal.

DOSIFICACIÓN: El dosaje del aditivo expansor para hormigones está comprendido

entre 0,3 y 0,5% en peso del total de los componentes sólidos (equivale a 3-5 kg por cada 100 kg de cemento). El grado de expansión es más efectivo cuanto menor sea la relación a/c y cuanto mayor sea la dosificación de cemento. Obviamente la dosificación dependerá del grado de expansión deseado y previsto para un mortero o un hormigón.

FRAGUADO

La expansión del hormigón puede ocurrir solamente si el curado del producto manufacturado se realiza en ambiente húmedo. El desarrollo de la mayor parte de la expansión generalmente ocurre a las 24-48 horas siguientes al mezclado. Otra ventaja respecto de los agentes expansivos a base de sulfoaluminato de calcio (ettringita) es que este aditivo expansor requiere del fraguado bajo condiciones húmedas; es más breve que los 5 ó 7 días necesarios para la formación de ettringita. La reacción de hidratación (> 80%) de este aditivo expansor normalmente requiere de uno a tres días.

Obviamente, si la humedad durante el fraguado se prolonga la performance del hormigón de retracción compensada resultará mejor. La humedad durante el fraguado debe ser prolongada especialmente en condiciones de calor o clima seco. Se recomendamos efectuar un rociado frecuente de los productos manufacturados, cubrirlos durante los primeros días con láminas impermeables o tratar todas las superficies expuestas con productos anti-evaporantes.

COMPATIBILIDAD CON OTROS PRODUCTOS:

El aditivo expansor es compatible con todos los aditivos relacionados al hormigón elaborado: adiciones en base a sílice activa (puzolanas,

cenizas volantes o humos de sílice). aditivos reductores de agua; supe fluidificantes

para la producción de hormigón de alta performance en términos de resistencia mecánica, impermeabilidad y durabilidad. Los equipos usados para mezclar y colocar en obra los hormigones o morteros que contengan aditivo expansor se pueden limpiar con agua.

VENTAJAS

El concreto compensador de contracciones es la mejor opción para lo construcción de pisos industriales en donde sea necesario la eliminación de las juntas de control indispensables en los concretos con cemento pórtland.

Por sus propiedades, el concreto compensador de contracciones permite construir losas de pisos de hasta 1500 m2 sin ninguna junta de contracción o control. En tanques de almacenaje permite reducir al máximo la aparición de micro-agrietamientos los cuales afectan la permeabilidad de la estructura.

RECOMENDACIONES

Es importante seguir los lineamientos y recomendaciones constructivas establecidos en el comité del American Concrete Institute ACI-223 “Práctica Estándar para el uso de Concreto Compensador de Contracciones” para lograr los resultados esperados en el elemento a construir

contiene materiales cementantes que recién mezclados pueden causar irritación en la piel. Evite contacto directo, se recomienda el uso de lentes, guantes y mascarilla apropiada para su manejo. Lave las áreas expuestas de piel con agua. Si algún material entra en contacto con ojos, enjuague abundantemente con agua por 10 minutos y busque atención médica.

GRACIAS