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