ADITIVOS PARA CONCRETO
ADITIVOS PARA CONCRETO.
6.0 INTRODUCCIO~.
Son materiales orgnicos o inorgnicos que se aaden a la mezcla durante o luego de formada la pasta de cemento y que modifican en forma dirigida algunas caractersticas del proceso de hidratacin, el endurecimiento e incluso la estructura interna del concreto.
El comportamiento de los diversos tipos de cemento Portland est definido dentro de un esquema relativamente rgido, ya que pese a sus diferentes propiedades, no pueden satisfacer todos los requerimientos de los procesos
constructivos. Existen consecuentemente varios casos, en que la nica
alternativa de solucin tallca y eficiente es el uso de aditivos.
Al margen de esto, cada vez se va consolidando a nivel internacional el
criterio de considerar a ls aditivos como un componente normal dentro de
la Tecnologa del Concreto moderna ya que contribuyen a minimizar los
riesgos que ocasiona el no poder controlar ciertas caractersticas inherentes
a la mezcla de concrero original. CDmoson los tiempos de fraguado, la
estructura de vacos, el calor 4e hidratacin, etc.
Cualquier labor tcnica se realiza mas eficientemente si todos los riesgos
estn calculados y controlados, siendo los aditivos la alternativa que
siempre pennite optimizar las mezclas de concreto y los procesos
constructivos.
En nuestro pas, no es frecuente el empleo de aditivos por la creencia
generalizada de que su alto costo no justifica su utilizacin en el concreto de
manera rutinaria: pero si se hace un estudio detallado del incremento en el
costo del mJ. de concreto (incremento que nonnaImente o'scila entre el 0.5
al 5% dependiendo del producto en particular),.'Yde la economa en mano
de obra. horas de operacin y mantenimiento del equipo. reduccin de
plazos de ejecucin de las labores, mayor vida til de las estructuras etc., se
concluye en que el costo extra es slo aparente en la mayora de los casos.
en contraposicin a la gran cantidad de beneficios que se obtienen.
Aunado a esto, hay mucho desconocimiento sobre el uso y potencialidades
de [os aditivos, ya que al no ser productos de gran disponibilidad y
consumo en el mercado local son relativamente pocos los profesionales que
tienen la oportunidad de cmpl~los e investigar sus posibilidades con los
materiales y condiciones locales.
Este circulo vicioso de no usar :uiitivos por su alto costo ,los precios
elevados de estos por ser el merCldo pequeo y la poca investigacin en
cuanto a sus posibilidades en nuestro medio, trae como consecuencia el que
en trminos de desarrollo tecnolgico en el Per., la experiencia en su
empleo es limitada slo a algunos proyectos de cierta importancia, no
existiendo una tecnologa local org::lni7:!d:tque comparta. aproveche y
difunda los avances internacionales en este campo.
En las zonas de la SierTadel Per donde se pToducen ciclos de hielo y
deshielo. as como alternancias de temperarura que inducen fases de clima
clido y mo en un tiempo cono. es necesario el empleo de aditivos
incorporadores de aire y acelerantes de fraguado para conjurar estos efectos.
adicionalmente a las consecuencias no investigadas' an de las implicancias
de la altura en el comport:uniento del concreto~ En los ms de cinco mil
Kilmetros de Costa con ciudades y pueblos aledaos donde se emplea
concreto armado en la conStruccin..es imperativo el uso de reductores de
agua que hagan el concreto mas impenneable y durable contra la corrosin
de las armaduras. En la Selva lejana y an desconocida en muchos aspectos,
el empleo de agregados m3I~T';7eses un reto para el desan-ollo de
soluciones tcnicas regionales. donde la gran cantidad de resinas vegetales
disponibles, ofrece un campo ideal para el desarrollo de aditivos que
pudieran colaborar en resolver dichos problemas.
Gran parte del trabajo de investi~"cin en aditivos tiene que ver con los
aspectos qumicos del cemento y 5USreacciones con estos productos, y la
aplicacin final en el concreto im-olucramuchos fenmenos fisicos. siendo
la fase prctica de injerencia de los ingenieros civiles., luego, lo ob\io es que
no se pucd~ pensar en dCs.:lI70tl0C':1imesrigacin en este campo si no hay
trabajoinrerdisciplin3Iio. ,
Pensamos que debe haber un cambio de mentalidad en las universidades
para que aprovechando su ~'1 potencial en recursos humanos y
tecnolgicos, propicien tesisimcrciisciplin3Iias en general. y de fonna
particular en un robra con tanto potencial como el de los adirivos para
concreto, que .1carre3Iiabeneficios importantes para el pas.
En este capitulo d:1femosuna \-isin general a los aditivos para concreto.
con recomend.1cionesprcticas comprob:J.daspor el autor en obra.
6.1 CLASIFICACION DE LOS ADITIVOS PARA CONCRETO.
Para el des.arrollo de los diferentes tipos de aditivos, los clasifi.caremos
desde el punta de ,ista de las propiedades del concreto que modifican. ya
que ese es el aspecto bsico al cual se apunta en obra cuando se desea
buscar una alternativa de solucin que no puede lograrse con el concreto
nonnal.{Ref.6.1}
6.2 ADITIVOS ACELERANTES.
Sustancias que reducen e1 tiempo nonna] de endurecimiento de fa pasta de
cemento y/o aceleran el tiempo normal de desarrollo de la resistencia.
Proveen lipa serie de ventajas como son:
a) Desencofrado en menor tiempo del usual.
b) Reduccin del tiempo de espera necesario pa..ra dar acabado
superficial.
c) Reducci6n de! tiempo de curado.
d) Adelanto en la puesta en s---rvicio de las estructuras.
~) Posibilidad de combatir rpidamente las fugas de agua en
estructuras hidrulicas.
f) Reduccin de presiones sobre los encofrados posibilitando mayores
alturas de vaciado.
g) Contrarrestar el efecto de las bajas temperaturas en clima fro
desarrollando con mayor velocidad el calor de hidratacin. incrememando
la temperatura del concreto y consecuentemente la resistencia.
En general los acelerai1tesreducen los tiempos de fraguado inicial y final
del concreto medidos con mtodos estndar como las agujas proctor
defirdas en ASTM-C-40J (Ref6.2) que permiten cuantificar el
endurecimiento en funcin d~ la resistenCia a la penetracin.
~ emplean agujas metlicas de diferentes dimetros con llil dispositivo de
aplicacin de carga que permite medir la presin aplicada sobre mortero
obtenido de tamizar el concrero por la malla No 4. Se considera
convencionalmente que se ha producido el fraguado inicial cuando se
necesita aplicar una presin de 500 lb!pul~? (3.5~Ipa.) para introducir la
aguja una pulgada. y el fraguado fmal cuando se necesita apliC3r una
presin de -+,000lb/pulg2 (23 ~Ipa.) para producir la mismapenetracin.
Este mtodo se emplea con los a.ceieramesdenominados conve;cionales
cuya rapidez de accin permite mezclar y producir el concreto de rna...'1er.a
normal. pero en los no convencionales que se emple:mpara casos espea1es
como el del concreto lanndo (shorcrete) se utilinl1 otros mtodos como el
de las agujas GilImore (Re! 6.3) ldo que el endurecimiento es mucho ms
rapiao.
Cna parTIcularidad que se debe tener muy presente en los acelerantes es que
si bie:>.provocan un increme:>.lOen: la resistencia inicial en comparacin con
11."1. concretO normal, por lo gener:1 prod11~~ resistencias menores a 28 dias.
. Mientras ms acdcrante se emplea paral"~ij!::~a mayor resistencia inicial,
se S2crific3.acentuadameme la resisteTI..cia./~'i'gb'plazo.
-TiGdG a reducir la trabaj:iliilidaci si ...St.cnpk:m S0lo.etc. Algunos son de los llamados ~nicos., que
al reaccionar con el ceml.i1toinducen iones cargados negativamente que se
repelen causando la disp~rsiny separacin enITelas partculas slidas y un
efecto lubricante muy importante al reducirse la mccin 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 hallar 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 supenisada 'para asegurar los resultados pues de otro modo
estaremos incorporando menos vacos y de calidad diferente a la requerida.
Una de las ventajas de estosincorporadores, es que el aire introducido
funciona adems como un lubricante entre las paftculas de cemento por lo
que mejora la trabajabilidad de la m~zcla, pero por otro lado traen consigo
.tambin una reduccin en las caractersticas resistentes del concreto por los
vacos adicionales en su estructura..
Las proporciones en que se dosican nonnaImeme estos aditiyos oscilan
entre el 0.02 % Yel 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) ~n partculas slidas
Consistentes en materiales inorgnicos insolubles con una porosidad interna
muy grande como algunos plsticos, ladrillo molido, arcilla expandda.
arcilla piZaITOS3..tieITa diaromc~ ~:c. .
Estos materiales se muekn a tam:illosmuy pequeos y por lo general deben
tener una porosidad lid orden de! ':;0%por volumen.
La venraja d~ es{Qsadiri\'os con r~sp~ctoa los anteriores escriba en que son
ms estables ya que son inalterables al vibrado o al mezclado. ~o obstante,
al Sersu obtencin y uso mis complicados desde el punto de \iSt:llogstico.
de fabricacin y de tr:msporre. los grandes fabrcantes a nivel mundial han
desarroll:1domi; los primems.
Hemos realiud :1lgunos~sruJio5 preliminares con sillar de la regin de
:\r~quipa. que .;omo se :>abe.~ un material de origen volcnico con
porosidad dd onkn ud 25o Jl 30 % , que indican que podria ser un
incorporador de aire barato y eficiente, por lo que debera invesrig3TSeCo~
mayor profimdidad en l:Stesentido. ,< '\
En nuestro medio se emplean usualmente incorporadore$ de aire lquidos. .t
ya sea impcrtados 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 nonna! en regiones donde por las
condicionesclimtic:lSson imprescindibles. , ,
Un aspecto que hay que tener muy presente al usar estos aditivos es el que
ningn fabriC3I1tepuede garantizar a priori el contenido de :rire que induc::n,
pue? depende como hemos dicho de muchos factores, por lo que se requiere
un chequeo permanente con equipos para medicin de aire incorporado
{Ref.6.6} y compatibilizar estas mediciones con las operaciones de
mezclado y transpone, para asegurar que no hay prdid~ de aire
incorporado durante el proceso construcrivo.
6..t ADITIVOS REDUCTORES DE .-\.GU~-\ - PLASTIFlc..\:~TES.
~91..F2.IDPuesos orgnics e inorgIli~o~ ,que permiten ,~mpI~:1f menee ngu;:t
d~_la que se usara en condiciones normales, enJ~I;;~ongc::t9.; produciendo
mejqr~L~~erisric:lS re trabajabilicbd y tambin, d~ resiStC":1ciaal
~e:g!lcir~!~R~acin,.-\gualCeme:uQ, . '. ' '"
Trabaj::men base al llamado efecto de supe:-tlcie, ~ que c:-ean un:. in:ci:l.Se.
entre el c~enro y el agua en la pasta" reduciendo las fuerzas de auaccn
entre las panic-..uas, con lo que se mejora el proc~so de hidrJracin.
Muchos de eil~s tambin desarrollan el ef~c:o anirnco que menC1Cll3ffiOSal
hablar de losincorporadores de aire. .
Vsua1mente reducen e{ contenido de agua ;Jr lo menos en 1.li15% J 1Oo)~.
Tien~ una serie de ventajas como 50n 1.
at Eccncmia" ya que se puede r~uc:r la c~rid.ud d~ c~m~~!c:.
~b) faci 1i