PRIMERA UNIDAD

ADITIVOS PARA CONCRETO

Curso: Tecnologa del Concreto II

Ing. Renato Daz Galdos

Que son los aditivos para concreto?

Materiales adicionales al agua, agregados, cemento y refuerzo con fibra, empleados como ingredientes del concreto o mortero, aadidos inmediatamente antes o despus del mezclado.

(Comit ACI 116.R-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

Clasificacin General ASTM C-494 Tipo A Reductores de agua Tipo B Retardadores Tipo C Acelerantes Tipo D Reductores de agua & Retardadores Tipo E Reductores de Agua & Acelerantes Tipo F Reductores de agua de alto rango Tipo G Reductores de agua de alto rango & Retardadores

Clasificacin General ASTM C-260 Incorporadores de aire Aditivos Minerales Curadores Nuevas tecnologas

Que son los reductores de agua? Aditivos que incrementan el asentamiento o trabajabilidad del mortero o concreto fresco sin aumentar el contenido de agua inicial o mantienen la trabajabilidad permitiendo reducir una cierta cantidad de agua de mezcla, siendo el efecto debido a factores diferentes al aire incorporado. (Comit ACI 116.R-2) Pueden usarse como plastificantes, como reductores de agua o como ambos.

Beneficios Generales de los aditivos Plastificantes- Reductores de agua En las propiedades del concreto fresco Disminucin de la relacin Agua/Cemento Mejora en la trabajabilidad, bombeabilidad, colocacin y acabado superficial. Reduccin de segregacin Ahorro de cemento Mayores rendimientos en los procesos constructivos

Beneficios Generales de los aditivos Plastificantes- Reductores de agua En las propiedades del concreto endurecido : Resistencia mejorada Disminucin de la permeabilidad. Incremento de la durabilidad Calidad ms controlada

Efecto de la compactacin

en un concreto convencional

Agua/Cemento = 0.35 Slump = 1/2 pulg.

Resistencia a la compresin Sin Vibrar Vibrado 100 kg/cm2 690 kg/cm2

Efecto de la compactacin

en un concreto plastificado

Agua/Cemento = 0.35 Slump = 9 pulg.

Resistencia a la compresin Sin Vibrar Vibrado 490 kg/cm2 690 kg/cm2

Tipos de Plastificantes- Reductores de Agua Convencionales Rango medio Alto rango

l

Plastificantes Reductores Sin aditivo

l

Plastificantes Reductores Convensional

l

Plastificantes Reductores Rango Medio

l

Plastificantes Reductores Alto Rango

Plastificantes Reductores Convencionales (ASTM C - 494 Tipo A)

Efecto de Superficie: Lubricante

Reduccin Agua hasta 5%

Dosificacin usual 0.2% a 0.5% del peso del cemento

Concretos con Slump hasta 5

Concretos con relacin A/C moderada a alta

Inconvenientes de los

plastificantes-reductores

de agua convencionales

Cuando se usan en dosis alta :

Exudacin excesiva

Poca economa de cemento

Retardo en fraguado inicial

Desarrollo lento de resistencia

PELIGRO

Plastificantes - Reductores

de Rango Medio (ASTM C-494 A y F )

5%-15% de reduccin de agua

Slumps de 5 - 8 pulg.(125 - 200 mm)

Concretos con A/C moderada a baja

Efecto de superficie incrementado

Resistencias iniciales y finales altas

Plastificantes - Reductores

de Rango Medio (ASTM C-494 A y F )

Se usan en combinacin con los de alto rango para relaciones

Agua/Cemento muy bajas

Muy buen acabado superficial

Dosis usual 0.5% a 1% del peso del cemento

Fraguado inicial controlado

Plastificantes - Reductores de agua de alto Rango (Superplastificantes)

(ASTM C - 494 Tipo F, ASTM C - 1017)

Efecto aninico multiplicado Accin lubricante de duracin variable slump > 6: 1era Generacin 1960s - 30a 45(uso en obra) 2da Generacin 1970s - 1 hr. (uso en planta) 3era Generacin 1980s - 2 hrs.(uso en planta) Reduccin de agua notable : 1era Generacin 1960s - 15% a 20% 2da Generacin 1970s - 20% a 30% 3era Generacin 1980s - Hasta 40% Dosis usual 0.5% a 2.0% del peso del cemento

Plastificantes - Reductores de agua de alto Rango (Superplastificantes)

(ASTM C - 494 Tipo F, ASTM C - 1017)

Relaciones A/C muy bajas Slump de 8 a 12 Concreto fluido Ventajas : Mejoramiento excepcional de la trabajabilidad, rapidez en vaciados, concretos de alta resistencia, aceleracin de resistencias, reduccin de trabajo de compactacin, bombeo a grandes alturas, disminucin de mano de obra, mejores acabados en concreto expuesto, baja permeabilidad. Precauciones : Incrementar finos, evitar sobredosificacin, mayor presin en encofrados

Aditivos para control del fraguado del concreto Acelerantes De endurecimiento De resistencia De endurecimiento y resistencia Retardadores De endurecimiento

Acelerantes (ASTM C - 494 Tipo C)

Reducen el tiempo de inicio de endurecimiento y/o acelerando resistencia. Usualmente sacrifican resistencia a largo plazo, reducen trabajabilidad, aumentan contraccin por secado y disminuyen la exudacin. Provocan menor resistencia al ataque de sulfatos.

Incrementan calor de hidratacin.

Acelerantes (ASTM C - 494 Tipo C)

Convencionales : Cloruros, carbonatos, silicatos, fluorsilicatos. Dosificacin usual 1.0% a 2.0% del peso del cemento. No Convencionales : Carbonato de Sodio, Aluminato de Sodio, Hidrxido de Calcio, Silicatos de Calcio. Ventajas : Vaciados en clima fro, desencofrar en menor tiempo, adelanto de puesta en servicio, reducir tiempo para acabado, fugas de agua, shotcrete

Retardadores (ASTM C - 494 Tipo B)

Aumentan el tiempo de inicio de fraguado inicial y final. Tambin efecto de superficie --> Lubrican Modificaciones de plastificantes. Ventajas : Facilitan los vaciados voluminosos y complejos, ideales en clima clido, transporte a largas distancias, bombeo de gran longitud, emergencias de obra. Dosificacin usual 0.2% a 0.5% del peso del cemento. Cuidado con sobredosis !

INCORPORADORES DE AIRE

Que es el aire incorporado?

Es la introduccin de aire en el concreto en la forma de vacos o

burbujas de caractersticas particulares dispersadas en

la mezcla como resultado del empleo de aditivos incorporadores de aire.

Por que el aire incorporado?

Congelamiento-deshielo/

Impermeabilidad/Durabilidad!!!

Requisitos para Durabilidad al congelamiento-deshielo con incorporadores de aire

Contenido de aire : 5% - 7% en volumen Tamao de burbujas = 0.065 a 0.01( 0.17 mm a 0.25mm) Factor de espaciamiento (distancia entre burbujas) = 0.008 in. (0.20 mm) o menos

Incorporadores de aire ( ASTM C - 260)

Controlan fenmeno de hielo y deshielo Primeras versiones en 1940s Estructura adicional de vacos de tamao y ubicacin especial. Factor de espaciamiento. Incorporan de 3% a 6% de aire y lubrican. Impermeabilizan ! durabilidad Dosis usual 0.02% a 0.10% del peso del cemento. Tipos : Resina vinsol, resinas de madera, cidos grasos, cidos de aceites vegetales, detergentes sintticos Diferencias : Velocidad de generacin, prdida con mezclado o vibrado, tamao burbujas, compatibilidad. !!OJO!!! ! Medirlo

Aditivos Minerales

Reaccionan con Hidrxidos de Calcio del cemento creando mas

cemento.

Puzolanas. Microslice. Escoria de altos hornos.

Microslice Residuo de industria de metales silceos :

Partes de aviones, autos, chips computadoras, masillas.

Reduccin de la permeabilidad Material muy fino con alta demanda de agua Produce concreto muy denso con excelente resistencia a largo plazo. Gran durabilidad a la agresividad qumica y mecnica. Requiere el empleo de superplastificantes.

Curadores Qumicos !!!Curado : Humedad, Temperatura,

Tiempo!!!

Principio de membrana. Tipo emulsiones de parafina o acrlicas. Tipo soluciones de resina en solvente voltil. Pruebas de eficiencia. Ocasin y tcnica de colocacin

Nuevas Tecnologas en aditivos para concreto

Inhibidores de corrosin

Hacen lento el ingreso de cloruros hacia el acero de refuerzo Basados en Nitrito de Calcio Aceleran el endurecimiento Incrementan durabilidad ante corrosin

Reductores de contraccin

Minimizan la contraccin plstica y la diferida reduciendo la fisuracin del concreto. 1997 Introduccin en USA Tienen muy poco efecto en las propiedades en estado plstico

Superplastificantes de cuarta generacin en base a

Tecnologa de Policarboxilatos

Bajas dosis Ultra-Alta Reduccin de agua con mnimo retardo ( hasta 50%) Endurecimiento rpido y desarrollo de resistencia inicial mejorado Caractersticas mejoradas para acabados Trabajabilidad extendida

Inhibidores de hidratacin

Duermen el concreto hasta por 72 horas sin efectos secundarios negativos Mejoran caractersticas resistentes Ideales en shotcrete va hmeda Suministros a larga distancia

Aditivos antilavado

para concreto bajo agua

Concreto normal

Concreto con antilavado

Aditivos naturales y de procedencia corriente

Acelerantes : Azucar, dosis > 0.25% peso cemento Urea, cido lctico, cido oxlico(pulidores de metal) Plastificantes Retardadores : Almidn, dosis = 0.10% peso del cemento Azucar, 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

ADITIVOS

Hay quienes afirman que los primeros aditivos

para el concreto fueron la clara del huevo y la

sangre.

El cemento Prtland de fabricacin reciente

(1850), poco tiempo despus se le agreg

yeso crudo, con el fin de obtener fraguados

mas regulares, agregndosele al cemento en

el momento de su fabricacin y luego al

mismo concreto al momento de la mezcla.

Se comenzaron a utilizar con el fin de

regular la duracin del fraguado, y sobre

todo para poder acelerarlo, as como

confeccionar concretos mas

impermeables.

A principios de siglo se comenz agregando

silicato sodico y diversos jabones para mejorar

la impermeabilidad, llegando a usarse polvos y

ocres para darle color al concreto. Los fluatos y

los fluosilicatos se empezaron a usar como

endurecedores de superficie. Mas tarde a medio

siglo se empezaron a usar anticongelantes.

La tecnologa y los aditivos

Recientemente y gracias al progreso de la

industria qumica, las materias plsticas 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 los usuarios se informen ya

que la eficacia depende en gran parte de esto.

Definicin

Es un producto que adicionado al cemento,

mortero o concreto en su estado fresco o se

entiende por aditivo todo aquel que

endurecido que varia una o mas de sus

propiedades. Se presentan en polvo, pasta o

liquido.

Segn la norma se le define como: Un material distinto del agua, agregados y

cemento hidraulico que se usa como

ingrediente en concretos o morteros y se

aade a la mezcla inmediatamente antes o

durante su mezclado.

Razones de empleo de un aditivo

Algunas de las razones para el empleo de un aditivo son:

a) 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.

Razones de empleo de un aditivo

b) 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.

Como se utilizan?

Los aditivos se dosifican hasta en un 5% del peso de

la mezcla y comnmente son usados entre el 0.2% 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.

Consecuencias de los efectos de cada

aditivo

Adems de lo ya antes mencionado los efectos varan por las condiciones atmosfricas y factores intrnsicos como son el contenido de agua, tipo de cemento, duracin de mezclado.

Ningn aditivo puede subsanar las deficiencias de una mezcla de concreto mal dosificada.

Clasificacin de los aditivos

Debido 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.

Sin embargo segn la norma tcnica ASTM-C497 es:

Clasificacin de los aditivos

TIPO A: Reductor de agua

TIPO B: Retardante

TIPO C: Acelerante

TIPO D: Reductor de agua retardante

TIPO E: Reductor de agua acelerante

TIPO F: Super reductor de agua

TIPO G: Super reductor de agua retardante

Existen otros tipos de clasificaciones que van de acuerdo a los tipos de materiales constituyentes o a los efectos caractersticos en su uso: como la clasificacin hecha por el comit 212 del ACI.

1. Aditivos acelerantes.

2. Aditivos reductores de agua y que controlan el fraguado.

3. Aditivos para inyecciones.

4. Aditivos incorporadores de aire.

5. Aditivos extractores de aire.

Clasificacin de los aditivos

6. Aditivos formadores de gas.

7. Aditivos productores de expansin o expansivos.

8. Aditivos minerales finamente molidos.

9. Aditivos impermeables y reductores de permeabilidad.

10. Aditivos pegantes (tambin llamados epxicos).

Clasificacin de los aditivos

Clasificacin de los aditivos

11. Aditivos qumicos para reducir la expansin debido a la reaccin entre los agregados y los alcalies del cemento.

12. Aditivos inhibidores de corrosin.

13. Aditivos fungicidas, germicidas o insecticidas.

14. Aditivos floculadores.

15. Aditivos colorantes.