Universidad Católica de Cuenca

UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL, ARQUITECTURA Y DISEÑO

Diseño de Hormigones

“Aditivos”

Trabajo de investigación realizado

para la obtención de una nota parcial

en la materia de Diseño de Hormigones

Catedrático: Ing. Marco Torres.

Realizado por: María Alejandra Vasquez Bravo.

UCA

CUE

Curso: 4año de Arquitectura.

Año Lectivo

2012-2013

ADITIVOS PARA CONCRETO Página 1

ARQUITECTURA

OBJETIVOS:

Conocer los aditivos para cemento que son productos que se agregan a la mezcla de los morteros y cuya función es alterar las propiedades del cemento.

Investigar sobre distintas clases que en la actualidad se encuentran para la y las diversas opciones y alternativas que ayudan en el trabajo de la construcción.

Averiguar sobre los distintos usos y recomendaciones que se pueden utilizar para el concreto.

ADITIVOS PARA CONCRETO Página 2

ADITIVOS PARA EL CONCRETO

Los aditivos son modificadores y mejoradores de las mezclas de concreto, son productos solubles en agua, que se adicionan durante el mezclado, en porcentajes no mayores al 1% de la masa de cemento, con el propósito de producir una modificación en el comportamiento del concreto en estado fresco o en condiciones de trabajo.

La importancia de los aditivos es que, entre otras acciones, permiten la producción de concretos con características diferentes a los tradicionales y han

dado un creciente impulso a la construcción. Los aditivos pueden clasificarse según las propiedades que modifican en el concreto fresco o endurecido.

Concreto fresco

Entre las características que tienen los aditivos frente al concreto fresco, están las de incrementar la trabajabilidad sin aumento de agua o similar trabajabilidad reduciendo el contenido de agua. El retardar o acelerar el fraguado también modifican el revenimiento, disminuyen el curado, reducen la segregación y mejoran el trabajo de bombeo del concreto.

Concreto endurecido

Ante este concreto, la presencia de aditivos ayudan a acelerar la ganancia de resistencia temprana; a incrementar la resistencia, a mejorar la durabilidad frente a exposición severa ante el ambiente a disminuir la permeabilidad, a producir expansión o controlar la contracción, a incrementar la adherencia con las varillas de acero de refuerzo, a impedir la corrosión del hierro, así como a controlar la reacción álcali-agregado.

Cabe decir que, debido especialmente al desarrollo del concreto premezclado, se realizaron investigaciones para una nueva generación de aditivos con elevados niveles de reducción de agua en las mezclas de concreto, que fueron denominados superplastificantes o aditivos reductores de agua de alto rango.

En Alemania se estudió la aplicación de superplastificantes en base a las sales del formaldehido- melanina sulfato, productos que inicialmente se encontraban en el mercado para otros usos industriales, pero que luego tuvieron un gran desarrollo en la industria del premezclado. Paralelamente, en Japón se investigaron productos basados en sales de formaldehido naftaleno sulfánico, que fueron empleados intensamente en los Estados Unidos, especialmente en concretos de alta resistencia.

ADITIVOS PARA CONCRETO Página 3

Por cierto, los aditivos denominados de segunda generación fueron normalizados por la ASTM incluyéndolos como tipos E y G en la norma de aditivos químicos, con propiedades de actuar como reductores de agua y como retardadores de fraguado, a diferencia de los reductores de primera generación que permiten una reducción del contenido de agua al 95%, los reductores de alto rango llegan al 88% como mínimo. En los últimos años, se ha producido un proceso de concentración en la industria de aditivos, con inversión en investigación, desarrollo, procesos tecnológicos y control de calidad para satisfacer los requerimientos del usuario y en la actualidad, se introduce rápidamente una tercera generación de aditivos, solucionando el problema de la pérdida de revenimiento con el tiempo, que afectaba al concreto premezclado, especialmente en las zonas áridas.

Plastificantes e inclusores de aire

Se trata de aditivos que combinan los efectos de reducir agua de mezclado e incluir levemente aire, esos efectos otorgan una mayor vida útil al tener mayor resistencia al ciclo hielo-deshielo, generalmente se evalúa previamente la posibilidad de obtener el comportamiento requerido modificando el diseño de mezclas, evaluando la opción económicamente más favorable. Los aditivos son empleados cuando permiten cumplir los requerimientos especificados al menor costo, también cuando es necesario suplir las deficiencias de los materiales disponibles.

Aditivos para reducir la reacción álcali-agregados

Recientemente se han desarrollado diversos tipos de aditivos que incorporados al concreto, permiten reducir la expansión causada por la reacción álcali- agregados, los aditivos químicos fueron aplicados inicialmente en la década de los 60 y recientemente han adquirido nueva presencia. Se emplean principalmente sales de litio en porcentajes cercanos al 1% y sales de bario, entre 2 y 7 %, en relación a la masa de cemento, esta técnica está limitada por el costo de los aditivos y la prevención que existe por la modificación de la resistencia, cabe decir que su empleo es restringido debido a que la información sobre experiencias aún es escasa mientras que su costo resulta elevado.

Aditivos para concreto auto-compactante

Constituyen un nuevo tipo de aditivo reductor de alto rango que modifica la plasticidad del concreto dotándolo de acentuada fluidez sin producir segregación, su empleo es requerido por la industria de la prefabricación para reducir el tiempo de la puesta en molde y curado, además de eliminar en su totalidad los procedimientos de compactación.

ADITIVOS PARA CONCRETO Página 4

Necesidades de concreto de baja relación a/c

Usualmente se trabajaba con aditivos que otorgaban reducciones de agua del orden del 10 % y con dosis limitadas debido al riesgo de los retrasos en los tiempos de fraguado. Sin embargo, hace poco tiempo irrumpieron en el mercado estos aditivos que otorgan ciertas ventajas. Por ejemplo, pueden ser utilizados en una gama de dosis que va desde el 0,30 % al 1,40 % con respecto al peso del cemento, razón por la cual se pueden obtener reducciones de agua importantes de hasta un 20 %. Este tipo de aditivos se sitúa entre los plastificantes y los súper-fluidificantes.

Principalmente, pueden ser usados como reductores de agua y también para súper-fluidificar la misma mezcla, se observa que no retrasan el tiempo de fraguado aunque mantienen en mayor medida la trabajabilidad, con respecto a los plastificantes corrientes, otorgan una leve inclusión de aire, proveen una excelente trabajabilidad en la mezcla fresca, mejores acabados, concretos más impermeables, larga vida útil de las piezas y no contienen cloruros, también pueden ser mezclados con otros aditivos.

Aditivos para mejorar el trabajo de bombeo

Es posible obtener en el mercado productos que incrementan la productividad del concreto bombeado, mejorando la cohesividad, disminuyendo el curado y limitando la segregación, estos aditivos mejoran las mezclas deficientes en finos o de granulometría incompleta de los agregados, reducen los problemas de taponamiento y permiten mantener la presión de suministro continuo.

La destacada evolución de los aditivos químicos en el mercado como los fluidificantes reductores de agua y los súper-plastificantes contribuyen en gran medida al mejoramiento de las mezclas para bombeo.

Aditivos inhibidores de corrosión

La corrosión electroquímica ataca al acero de refuerzo disminuyendo su sección, pero debido a las características de esta patología se ven afectados el concreto y su adherencia con el acero, haciendo que el deterioro se produzca en tiempos menores que los esperados, hoy en día la industria del concreto puede ofrecer soluciones que permiten mejorar la protección de las estructuras expuestas a medios agresivos, mediante la aplicación de aditivos inhibidores de corrosión que le permiten al concreto reforzado hacer frente a concentraciones mucho mayores de estas sales.

Los aditivos inhibidores de corrosión modifican químicamente la superficie del acero con el propósito de disminuir o detener la corrosión, es importante destacar que los inhibidores no

ADITIVOS PARA CONCRETO Página 5

detienen el ingreso de los cloruros, sino que protegen el acero frente a grandes concentraciones del mismo, estos aditivos son una solución de nitrito de calcio, que se mezcla en el concreto en estado fresco y permiten que todas las varillas del acero de refuerzo queden en contacto en toda la superficie de la varilla, dando así una completa protección.

Una de las principales ventajas que tiene este sistema frente a otros sistemas de protección es que el nitrito de calcio no tiene efectos negativos sobre las características físicas del concreto.

Colado bajo el agua

Como se ha citado anteriormente, una de las principales aplicaciones de los aditivos modificadores de viscosidad es el colado bajo agua, ya que proporciona la suficiente cohesión en el concreto como para evitar la pérdida de cemento en contacto con el agua, permitiendo incluso una cierta movilidad del concreto, en esta aplicación, es necesario proporcionar al concreto el suficiente contenido de finos que, junto con el empleo de aditivos modificadores de viscosidad proporcionaran la suficiente cohesión para ello.

Lechadas para inyección

Otras aplicaciones en la que es fundamental el empleo de aditivos que modifiquen la viscosidad son las lechadas para inyección en los cables de pretensado, ya que las diferencias de presión pueden provocar una migración del agua y, por tanto, se necesita proporcionar a la lechada una elevada resistencia al curado, asimismo las lechadas de inyección en general, requieren de un comportamiento pseudo-plástico para facilitar la inyección, así como capacidad para retener la humedad al estar en contacto con superficies que puedan absorber agua y la capacidad de mantener las partículas de cemento en suspensión, una vez que la inyección cesa.

Observaciones sobre el uso de aditivos

Los aditivos cuyo comportamiento se conoce por experiencia a temperatura normal del ambiente pueden comportarse de manera diferente a temperaturas muy altas o muy bajas, por su parte, los aditivos cuyo comportamiento se conoce cuando se emplean separadamente, pueden no ser compatibles cuando se utilizan juntos, por esta razón es esencial una prueba de mezcla para cualquier combinación de aditivos, a ser descargados dentro de la mezcladora los aditivos, no solo se han de medir exactamente, también es importante que sean descargados de manera adecuada durante el ciclo de mezclado y en la dosificación correcta. Los cambios en el procedimiento de mezclado pueden afectar el comportamiento de los aditivos.

ADITIVOS PARA CONCRETO Página 6

BIBLIOGRAFÍA:

Neville, Adam, Tecnología del concreto, México, IMCYC. Hormigonar, agosto 2006, Asociación de fabricantes de Hormigón Revista Construcción y Tecnología, IMCYC , Julio 2010.

ADITIVOS PARA CONCRETO Página 7