Aditivos Aspectos generales1.IntroduccinEn la actualidad gracias al progreso de la industria qumica y recientemente la nanotecnologa, los aditivos han sido incorporadas al concreto, y actualmente podemos encontrar un sinnmero de productos en el mercado que satisfacen la gran mayora de las necesidades para los usuarios de concreto.El xito al usar los aditivos depende mucho de la forma de uso y de la acertada eleccin del producto apropiado.Se ha progresado mucho en este campo y es conveniente que se informen ya que la eficacia depende en gran parte de esto.2.DefinicinLos aditivos son productos que se adicionan en pequea proporcin al concreto durante el mezclado en porcentajes entre 0.1% y 5% (segn el producto o el efecto deseado) de la masa o peso del cemento, con el propsito de producir una modificacin en algunas de sus propiedades originales o en el comportamiento del concreto en su estado fresco y/o en condiciones de trabajo en una forma susceptible de ser prevista y controlada. Esta definicin excluye, por ejemplo, a las fibras metlicas, las puzolanas y otros. En la actualidad los aditivos permiten la produccin de concretos con caractersticas diferentes a los tradicionales, han dado un creciente impulso a la construccin y se consideran como un nuevo ingrediente, conjuntamente con el cemento, el agua y los agregados. Existen ciertas condiciones o tipos de obras que los hacen indispensables.Tanto por el Comit 116R del ACI como por la Norma ASTM C 125 definen al aditivo como: Un material distinto del agua, de los agregados y cemento hidrulico que se usa como componente del concreto o mortero. Las dosis en las que se utilizan los aditivos, estn en relacin a un pequeo porcentaje del peso de cemento, con las excepciones en las cuales se prefiere dosificar el aditivo en una proporcin respecto al agua de amasado.El uso de aditivos est condicionado por:a) Que se obtenga elresultado deseadosin tener que variar sustancialmente la dosificacin bsica.b) Que el productono tenga efectos negativosen otras propiedades del concreto.c) Que un anlisis decostojustifique su empleo.

3.AntecedentesLos antecedentes ms remotos de los aditivos qumicos se encuentran en los concretos romanos, a los cuales se incorporaba sangre y clara de huevo.La fabricacin del cemento portland alrededor de 1850 y el desarrollo del concreto armado, llev a regular el fraguado con el cloruro de calcio, patentado en 1885. Al inicio del siglo se efectuaron sin xito comercial estudios sobre diferentes aditivos.El primer antecedente de los aditivos qumicos modernos se encuentran en el empleo ocasional del sulfonato naftaleno formaldehido, que fue utilizado en 1930 para actuar como dispersante en concretos con adiciones negro de humo, destinados a carriles de pavimentos que por su coloracin pudieran llamar la atencin de os conductores de vehculos. Si bien en 1932 se registro una patente de los EE.UU. no se aplic por su elevado costo y exceder los requerimientos de las construcciones de concreto de esa poca.4.ClasificacinDebido a que sus efectos son muy variados, una clasificacin as es muy extensa, adems debido a que un solo aditivo modifica varias caractersticas del concreto, adems de no cumplir todas las que especifica.4.1.Segn la norma tcnica ASTM-C494 es:a) TIPO A: Reductor de aguab) TIPO B: Retardantec) TIPO C: Aceleranted) TIPO D: Reductor de agua retardantee) TIPO E: Reductor de agua acelerantef) TIPO F: Sper reductor de aguag) TIPO G: Sper reductor de agua retardante4.2.Segn el comit 212 del ACILos clasifica segn los tipos de materiales constituyentes o a los efectos caractersticos en su uso:a) Aditivos acelerantes.b) Aditivos reductores de agua y que controlan el fraguado.c) Aditivos para inyecciones.d) Aditivos incorporadores de aire.e) Aditivos extractores de aire.f) Aditivos formadores de gas.g) Aditivos productores de expansin o expansivos.h) Aditivos minerales finamente molidos.i) Aditivos impermeables y reductores de permeabilidad.j) Aditivos pegantes (tambin llamados epxicos).k) Aditivos qumicos para reducir la expansin debido a la reaccin entre los agregados y los alcalices del cemento. Aditivos inhibidores de corrosin.l) Aditivos fungicidas, germicidas o insecticidas.m) Aditivos floculadores.n) Aditivos colorantes.4.3.Segn la norma francesa AFNOR P 18-123 Betons: Definitions et Marquage des Adjuvants du BetonsEstablecen una clasificacin ms amplia:4.3.1. Aditivos que modifican las propiedades reolgicas del concreto fresco:- Plastificantes Reductores de agua.- Incorporadores de aire.- Polvos minerales Plastificantes- Estabilizadores4.3.2.Aditivos que modifican el fraguado y endurecimiento:- Aceleradores de fraguado y/o Endurecimiento.- Retardadores de Fraguado.4.3.3. Aditivos que modifican el contenido de aire:- Incorporadores de Aire- Antiespumantes.- Agentes formadores de Gas.- Agentes formadores de Espuma.4.3.4. Aditivos que modifican la resistencia a las acciones fsicas:- Incorporadores de Aire.- Anticongelantes.- Impermeabilizantes.4.3.5. Aditivos miscelneos- Aditivos de cohesin emulsiones- Aditivos combinados- Colorantes- Agentes formadores de espumaDebido a que esta clasificacin est hecha desde el punto de vista de su influencia en determinadas propiedades del concreto, algunos productos utilizados para confeccionar estos aditivos se repiten en ms de un grupo.5.Razones de empleo de un aditivoAlgunas de las razones para el empleo de un aditivo son:5.1.En el concreto fresco: Incrementar la trabajabilidad sin aumentar el contenido de agua. Disminuir el contenido de agua sin modificar su trabajabilidad. Reducir o prevenir asentamientos de la mezcla. Crear una ligera expansin. Modificar la velocidad y/o el volumen de exudacin. Reducir la segregacin. Facilitar el bombeo. Reducir la velocidad de prdida de asentamiento.5.2.En el concreto endurecido: Disminuir el calor de hidratacin. Desarrollo inicial de resistencia. Incrementar las resistencias mecnicas del concreto. Incrementar la durabilidad del concreto. Disminuir el flujo capilar del agua. Disminuir la permeabilidad de los lquidos. Mejorar la adherencia concreto-acero de refuerzo. Mejorar la resistencia al impacto y la abrasin.6.Modos de usoLos aditivos se dosifican hasta en un 5% del peso de la mezcla y comnmente son usados entre el 0.1 % y 0.5 % del peso del cemento.La utilizacin de aditivos no debera, con toda objetividad ser subestimada o menospreciada.El efecto deseado y su uso lo describen los propios fabricantes pero algunos son desconocidos incluso por ellos, por lo que es importante que antes de su uso se realicen pruebas a fin de constatar las propiedades del material.El uso del aditivo debe incluirse en el diseo de mezcla de concreto.7.Normalizacin*Tanto las normas peruanas como las norteamericanas del ASTM que les sirven de antecedentes, normalizan los aditivos de acuerdo a la funcin que cumplen en el concreto. En la Comunidad Europea las normas CEN normalizan los aditivos qumicos segn sean aplicados a pastas de cemento, morteros, concretos y concreto proyectados. Existen muchos otros tipos de aditivos, an no normalizados, que tienen un nicho en el mercado.La introduccin de los aditivos qumicos en el mercado de la construccin se efecto en la dcada de los cincuenta, de manera lenta pero progresiva debido a la actitud conservadora de muchos organismos como el Bureau o Reclamation, en los EE.UU. La actividad de los aditivos fue presentada inicialmente como algo misterioso y los productores aparecan como modernos alquimistas.Los vendedores no conocan el producto de base del material que ofrecan. Sin embargo los procesos eran simples, utilizando subproductos de la industria petrolera o subproductos industriales, como los lignosulfonatos brutos sin mayor eliminacin de azcares, provenientes de la fabricacin del papel por va qumica.La rpida introduccin de los aditivos en el mercado de la construccin motiv la atencin de investigadores, registrndose los primeros eventos tcnicos, entre ellos debemos sealar: el ''Internacional Symposium on Admixtures for Mortar and Concrete", Brussels, 1967, RILEM. Tambin la primera y segunda ''internacional Conference on Superplasticizers in Concrete", de 1978 y 1981 organizado por ACI-CANMET. "Symposium on Superplasticizers in Concrete" Washington, D.C. 1978. Adems, aparecen numerosos artculos tcnicos en el Journal del ACI y en la revista Zement Kaip Gips. Es en este perodo que se afirma el conocimiento cientfico del comportamiento de los aditivos en el concreto.Paralelamente se ha producido un proceso de concentracin en la industria de aditivos, con inversin en investigacin, desarrollo, procesos tecnolgicos y control do calidad para satisfacer los requerimientos del usuarioLas primeras normas ASTM se dieron en 1962 para los siguientes tipos de aditivos: Reductores de agua (tipo A) Retardadores de fraguado (tipo B) Aceleradores de fraguado y resistencia temprana (tipo C) Reductores de agua y retardadores (tipo D) Reductores de agua y aceleradores (tipo E)En Per los aditivos qumicos se introducen a fines de la dcada del 50', en un mercado restringido. La primera norma nacional de aditivos corresponde al ao de 1981 y se basa en la norma ASTM de 1969 comprendiendo los tipos A,B,C,D, y E Los requerimientos de estas normas se refieren a la performance de los concretos con aditivos, especificando su desempeo en trabajabilidad, deformacin y resistencia.Los constituyentes principales fueron, bsicamente los siguientes:Los cidos lignosulfonatos y sus sales. Los cidos hidroxicarboxlicos y sus sales. Las modificaciones y derivados de los elementos precitadosLos lignosulfonatos son materiales complejos obtenidos del proceso de produccin de pulpa de papel de la madera.Los cidos hidroxicarboxlicos tienen en su molcula grupos hidroxilos y carboxilos. Estos productos tienen diferentes empleos industriales, en productos de farmacia.Los aditivos reductores de agua y acelrenles generalmente han consistido en lignosulfonatos con reducidas adiciones de cloruro de calcio o formato de calcio.Estos cinco tipos de aditivos son empleados cuando permiten cumplir los requerimientos especificados a menor costo. Tambin cuando es necesario suplir las deficiencias de los materiales disponibles.Generalmente se evala previamente la posibilidad de obtener el comportamiento requerido modificando el diseo de mezclas, evaluando la opcin ms favorable econmicamente.El grfico siguiente expresa las diferentes alternativas para modificar la resistencia y trabajabilidad del concreto con aditivos o con modificaciones de diseo de mezclas.

Aditivos de Segunda GeneracinEn la dcada del 60, especialmente por el desarrollo del concreto premezclado, se llevaron a cabo investigaciones para una nueva generacin de aditivos con elevados niveles de reduccin de agua en las mezclas de concreto, que fueron denominados superplastificantes o aditivos reductores de agua de alto rango.En Alemania se estudi la aplicacin de superplastificantes en base a las sales de formaldehdo-melam Inda sulfonato, productos que inicialmente se encontraban en el mercado para otros usos industriales, que luego tuvieron gran desarrollo en la industria del premezclado.Paralelamente en Japn se investigaron productos a base de sales de formaldehido naftaleno sulfnicos, que fueron empleados intensamente en Estados Unidos, especialmente en concretos de alta resistencia.Los aditivos llamados de segunda generacin fueron normalizados por ASTM en 1970, incluyndolos como tipos E y G en la norma de aditivos qumicos; con propiedades de actuar como reductores de agua y como retardadores de fraguado.A diferencia de los reductores de primera generacin, que permiten una reduccin del contenido de agua al 95%, os reductores de alto rango llegan al 88% como mnimo.Cabe sealar que las normas ASTM tienen un carcter do performance mientras que las normas de la Comunidad Europea tienen adems especificaciones prescriptivas, como son la homogeneidad, el color, la densidad relativa, el contenido del extracto seco, el valor del PH.En la actualidad una tercera generacin de aditivos se introduce rpidamente, solucionando el problema de la prdida de asentamiento con el tiempo, que afectaba al concreto premezclado, en especial en regiones clidasA nuestro juicio- los siguientes criterios en la seleccin y uso de aditivos qumicos son pertinentes:Establecer cul es la caracterstica principal del concreto que es modificada por el aditivo, cuales son las caractersticas secundarias que son modificadas en menores medidas y cules son los parmetros a controlar, por eventuales desarreglos que pudieran presentarse.Conocer el tipo de constituyente bsico del aditivo para aprovechar la experiencia y las investigaciones existentes.De ser necesario recurrir al anlisis de infrarrojo (que prescribe la norma para el control de homogeneidad) que permite identificar el producto.En los casos de aditivos reductores de agua, con funcin de acelerar o retardar el fraguado. (Especialmente en los del tipo de alto rango) vieron evaluar la compatibilidad del aditivo con el cemento utilizado, al efecto debe tenerse en cuenta que los cementos varan la composicin de sus constituyentes mineralgicos, aluminato y el silicato triclcicos y los lcalis solubles.8.Empresas que venden Aditivos en el PerHay un buen nmero de empresas que distribuye y vende aditivos en nuestro pas. Si quieres contactar con alguna,haz click aqu.Fuentes:*Conferencia inicial del Seminario "Aditivos y Adiciones en el Concreto- organizado por el Capitulo de Ingenieros Civiles, Asocem e Indecopi /Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad Nacional de Ingeniera - Per /Universidad Catlica del Norte - Chile.