Informe de Aditivos Para Concreto

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1. INTRODUCCIONLos antecedentes ms remotos de los aditivos qumicos se encuentran en los concretos romanos, a los cuales se incorporaba 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 naltaleno formaldheido, 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 los conductores de vehculos.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.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 m3 de concreto (incremento que normalmente oscila entre el 0.5 al 5% dependiendo del producto en particular), y de la economa en mano de obra, horas de operacin y mantenimiento del equipo, reduccin de lazos 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.En las zonas de la Sierra del Per donde se producen cielos de hielo y deshielo, as como alternancias de temperatura que inducen fases de clima clido y fro en un tiempo corto, 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 la implicancias de la altura en el comportamiento 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 impermeable y durable contra la corrosin de las armaduras. En la Selva lejana an desconocida en muchos aspectos, el empleo de agregados marginales es un reto para el desarrollo de soluciones tcnicas regionales, donde la gran cantidad de resina vegetales disponibles, ofrece un campo ideal para el desarrollo de aditivos que pudieran colaborar en resolver dichos problemas.2. Aditivos para el concretoLos 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 propsito de producir una modificacin en el comportamiento del concreto en estado fresco o en condiciones de trabajo. Esta definicin excluye, por ejemplo, a las fibras metlicas, las puzolanas y otros.

3. TIPOS DE ADITIVOSLos aditivos pueden clasificarse segn las propiedades que modifican en el concreto fresco o endurecido. En estado fresco: Incrementar la trabajabilidad sin aumento de agua o reducir el contenido de agua con similar trabajabilidad. Retardar o acelerar el fraguado. Modificar el asentamiento. Disminuir la exudacin. Reducir la segregacin. Mejorar la actitud al bombeo.En el concreto endurecido: Acelerar la ganancia de resistencia temprana. Incrementar la resistencia. Mejorar la durabilidad frente a exposicin severa. Disminuir la permeabilidad. Producir expansin o controlar la contraccin. Incrementar la adherencia con las barras de acero de refuerzo. Impedir la corrosin de las barras de refuerzo. Controlar la reaccin lcali-agregado. 4. ACELERANTESLos cuales tienen por finalidad incrementar significativamente al desarrollo inicial de resistencia en compresin y/o acortar el tiempo de fraguado. Deber cumplir con los requisitos de las Normas ASTM C 494 C 1017, o de la Norma NTP 339.086 339.087. Proveen una serie de ventajas como son: Desencofrado en menor tiempo del usual. Reduccin del tiempo de espera necesario para dar acabado superficial. Reduccin del tiempo de curado. Adelanto en la puesta en servicio de las estructuras. Posibilidad de combatir rpidamente las fugas de agua en estructuras hidrulicas. Reduccin de presiones sobre los encofrados posibilitando mayores alturas de vaciado.Una particularidad que se debe tener muy presente en los acelerante es que si bien provocan un incremento en la resistencia inicial en comparacin con un concreto normal, por lo general producen resistencias menores a 28 das. Mientras ms acelerante se emplea para lograr una mayor resistencia inicial, se sacrifica acentuadamente la resistencia a largo plazo.Disminuyen la exudacin pero contribuyen a que aumente la contraccin por secado y consecuentemente la fisuracin si no se cura el concreto apropiadamente. Tienen una gran cantidad de lcalis por lo que aumenta el riesgo de reactividad alcalina con cierto tipo de agregados.El acelerante ms usado mundialmente o que es ingrediente de muchos productos comerciales es el cloruro de calcio (C12Ca). El riesgo de usar cloruro de calcio reside en que aumenta la posibilidad de corrosin en el acero de refuerzo por lo que su empleo debe efectuarse en forma muy controlada. CHEMA 3 Aplicaciones: Concreto en clima fro, Concreto resistente a congelamiento, Construcciones rpidas, Proyectos de reparacin rpidos, Concreto premezclado, Concreto prefabricado y pretensado.5. INCORPORADORES DE AIRE.Los cuales tienen por objetivo mejorar el comportamiento del concreto frente a los procesos de congelacin y deshielo que se producen en sus poros capilares cuando est saturado y sometido a temperaturas bajo 0 C. Estos aditivos debern cumplir con los requisitos de la Norma NTP 339.086 de la Norma ASTM C 260. Existen dos tipos de aditivos incorporadores de aire: Lquido, o en polvo soluble en agua: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 supervisada para asegurar los resultados pues de otro modo estaremos incorporando menos vacos y de calidad diferente a la requerida. EN PARTCULAS SLIDAS:Consistentes en materiales inorgnicos insolubles con una porosidad interna muy grande como algunos plsticos, ladrillo molido, arcilla expandida, arcilla pizarrosa, tierra diatomcea etc.Estos materiales se muelen a tamaos muy pequeos y o lo general deben tener una porosidad del orden del 30% por volumen. La ventaja de estos aditivos con respecto a los anteriores estriba en que son ms estables ya que son inalterables al vibrado o al mezclado. ENTRAMPAIRE Aplicaciones: Concreto exterior, Durabilidad a congelamiento y deshielo, Concreto premezclado, Concreto prefabricado.

6. REDUCTORES DE AGUA Y REGULADORES DE FRAGUA. Los cuales tienen por finalidad reducir los requisitos de agua de la mezcla o modificar las condiciones de fraguado de la misma, o ambas. Debern cumplir con los requisitos de las Normas NTP 339.086 339.087, o de las Normas ASTM C 494 C 1017. Son compuestos orgnicos e inorgnicos que permiten emplear menor agua de la que se usara en condiciones normales en el concreto, produciendo mejores caractersticas de trabajabilidad y tambin de resistencia al reducirse la Relacin Agua/Cemento. Usualmente reducen el contenido de agua por lo menos en un 5% a 10%.Tienen una serie de ventajas como son: Economa, ya que se puede reducir la cantidad de cemento. Facilidad en los procesos constructivos, pues la mayor trabajabilidad de las mezclas permite menor dificultad en colocarlas y compactarlas, con ahorro de tiempo y mano de obra. Trabajo con asentamientos mayores sin modificar la relacin Agua/cemento. Mejora significativa de la impermeabilidad

CHEMAPLAST Aplicaciones: Trabajos en plano, Trabajos residenciales, Propsitos de concreto en general, Concreto premezclado, Concreto prefabricado.

7. SUPERPLASTIFICANTES (reductores de agua de alto rango)Nuestra categora especial de reductores de agua de alto rango disminuyen las proporciones de agua/ cemento, incrementando el revenimiento para producir concreto fluido. Nuestros reductores de agua de alto rango ofrecen resistencias a temprana edad y mejoran la trabajabilidad y bombeo que se requieren en el mercado actual de la construccin.Por ejemplo, para una mezcla convencional con un slump del oren de 2 a 3, el aadirle superplastificante puede producir asentamientos del orden de 6 a 8 sin alterar la relacin Agua/Cemento.La dosificacin usual es el 0.2% al 2% del peso del cemento, debiendo tenerse cuidado con las sobre dosificaciones pues pueden producir segregacin si las mezclas tienen tendencia hacia los gruesos o retardos en el tiempo de fraguado, que obligan a prolongar e intensificar el curado, algunas veces durante varios das, aunque despus se desarrolla el comportamiento normal.Las mezclas en las que se desee emplear superplastificantes deben tener un contenido de finos ligeramente superior al convencional ya que de otra manera se puede producir segregacin si se exagera el vibrado.En nuestro medio se han utilizado relativamente poco los superplastificantes, siendo uno de los casos ms saltantes en el concreto pesado del Block del Reactor en Huarangal Lima, donde la alta concentracin de armadura y elementos metlicos embutidos, motiv que los empleramos, con excelentes resultados debido a sus caractersticas de mejoradores de la trabajabilidad. CHEMA SUPER PLAST

8. IMPERMEABILIZANTES Los cuales tienen por finalidad contribuir a controlar las filtraciones a travs de las grietas, reduciendo la penetracin del agua, en un concreto no saturado, desde el lado hmedo al lado seco. Esta es una categora de aditivos que slo est individualizada nominalmente pues en la prctica, los productos que se usan son normalmente reductores de agua, que propician disminuir la permeabilidad al bajar la Relacin Agua/Cemento y disminuir los vacos capilares.No existe el aditivo que pueda garantizar impermeabilidad si no damos las condiciones adecuadas al concreto para que no exista fisuracin, ya que de nada sirve que apliquemos un reductor de agua muy sofisticado, si por otro lado no se consideran en el diseo estructural la ubicacin adecuada de juntas de contraccin y expansin, o no se optimiza el proceso constructivo y el curado para prevenir agrietamiento.Hemos tenido ocasin de apreciar proyectos hidrulicos donde en las especificaciones tcnicas se indica el uso exclusivo de aditivos impermeabilizantes, lo cual no es correcto y lleva a confusin pues esta connotacin que es subjetiva, la han introducido principalmente los fabricantes, pero en la prctica no son en general otra cosa que reductores de agua.Existe un tipo de impermeabilizantes que no actan reduciendo agua sino que trabajan sobre el principio de repeler el agua y sellar internamente la estructura de vacos del concreto, pero su uso no es muy difundido pues no hay seguridad de que realmente confieran impermeabilidad y definitivamente reducen resistencia. CHEMA 1 LIQUIDO

MicrosliceLa microslice (ASTM C 1240) est disponible en polvo o lquido, este aditivo mineral crea un concreto ms denso, fuerte y durable.Aplicaciones: Concreto de alta resistencia, Cubiertas de baja permeabilidad, Concreto Premezclado, Concreto Prefabricado.

9. ADITIVOS RETARDADORESTienen como objetivo incrementar el tiempo de endurecimiento normal del concreto, con miras a disponer de un perodo de plasticidad mayor que facilite el proceso constructivo.Su uso principal se da en los siguientes casos: Vaciado complicado y/o voluminoso, donde la secuencia de colocacin del concreto provocara juntas fras si se emplean mezclas con fraguados normales. Vaciados en clima clido, en que se incrementa la velocidad de endurecimiento de las mezclas convencionales. Bombeo de concreto a largas distancias para prevenir atoros. Transporte de concreto en Mixers a largas distancias. Mantener el concreto plstico en situaciones de emergencia que obligan a interrumpir temporalmente los vaciados, como cuando se malogra algn equipo o se retrasa el suministro del concreto.En la medida que pasa el tiempo desaparece el efecto y se desarrolla a continuacin el de hidratacin, acelerndose generalmente el fraguado.Se dosifican generalmente en la proporcin del 0.2% al 0.5% del peso del cemento.Aplicaciones: Concreto en clima clido, Proyectos de reparacin, Bombeo de concreto.

10. ADITIVOS E INHIBIDORES DE CORROSIONLos cuales tienen por finalidad inhibir, retardar o reducir la corrosin del acero de refuerzo y elementos metlicos embebidos en el concreto.Los inhibidores de corrosin forman una capa natural en el acero de refuerzo para proporcionar proteccin superior contra la oxidacin que produce el cloro y sales de deshielo.Existen varios tipos de inhibidores de la corrosin del refuerzo de acero, sea por causa de la penetracin de cloruros o por la accin de C02 del ambiente. Pese a ser conocido durante dcadas el nitrito de calcio recin en 1960 fue identificado y atentado.Se ha comprobado que en porcentajes de 31% de masa de cemento reduce la expansin y no produce efectos adversos en el concreto. Otros tipos de inhibidores, con diferente forma de accin tienen diminuta presencia en el mercado, como es el caso del lignosulfonato de calcio. Sin embargo, en la tecnologa del concreto existen alternativas mas desarrolladas como son las barras de acero revestidas, la proteccin catdica o las barreras protectoras. Aplicaciones: Concreto para acero de refuerzo, Concreto estructural, cubiertas de estacionamiento, Concreto premezclado, Concreto prefabricado.

11. CONTROL DE REACCIN ALCALI-SLICELos aditivos para controlar la reaccin lcali-slice previene la formacin de gel daino, eliminando la necesidad de transportar agregados no reactivos desde lugares distantes. Los cuales tienen por finalidad reducir, evitar o controlar la reaccin entre los lcalis del cemento y elementos que puedan estar presentes en los agregados reactivos. CHEMALKACID Aplicaciones: Concreto premezclado y prefabricado.

12. ADITIVOS MINERALES.Ya sean cementantes o puzolnicos, los cuales tienen por finalidad mejorar el comportamiento en estado fresco de mezclas deficientes en las partculas muy finas y, en algunos casos, incrementar la resistencia final del concreto. Las puzolanas y las cenizas debern cumplir con los requisitos de la Norma ASTM C 618. Las escorias de alto horno finamente molidas y las microslices debern cumplir con los requisitos de la Norma ASTM C 989. A los aditivos de este grupo en la actualidad se les considera como adiciones. CHEMA PUZOLANA

13. PRODUCTORES DE EXPANSIONLos cuales tienen por finalidad minimizar los efectos adversos de la contraccin por secado del concreto. LIGANTESLos cuales tienen por nica finalidad incrementar las propiedades ligantes de mezclas mediante la emulsin de un polmero orgnico. AYUDAS PARA BOMBEO.Las cuales tienen por finalidad mejorar la facilidad de bombeo del concreto por incremento de la viscosidad del agua de la mezcla.

FLOCULANTES.Los cuales tienen por finalidad incrementar la velocidad de exudacin y disminuir el volumen de sta, al mismo tiempo que reducen el flujo e incrementan la cohesividad y rigidizacin inicial de la mezcla.(Segn recomendacin ACI 212 en concordancia con las normas ASTM C 494 o C 1017 y normas NTP.)La recomendacin ACI 212 clasifica a los aditivos en los siguientes grupos los aditivos son considerados en la norma de acuerdo a la siguiente clasificacin. En la actualidad los aditivos responden a las siguientes normas: Reductores de agua y reguladores de fragua: ASTMNTP C 494 334.088

Incorporadores de aireASTMNTP C 260 334.089

Cloruro de calcioASTM D 98

Concretos muy sueltos (fluidificantes)ASTM C 1017

NTP 334.084:1998

CEMENTOS. Aditivos funcionales a usarse en la produccin de cementos Portland.

NTP 334.085:1998

CEMENTOS. Aditivos de proceso a usarse en la produccin de cementos Portland.

NTP 334.087:1999

CEMENTOS. Adiciones minerales en pastas, morteros y concretos; microslice, especificaciones

NTP 334.088:1999

CEMENTOS. Aditivos qumicos en pastas, morteros y hormign (concreto); especificaciones.

NTP 334.089:1999

CEMENTOS: Aditivos incorporados de aire en pastas, morteros y hormign (concreto); especificaciones.

PRODUCTOS EN NUESTRO MERCADO Chema Qumica Suiza Iticsa Sika Z aditivos

14. CONCLUSIONESEl uso de aditivos se da para modificar las propiedades del concreto tales como: aumentar la trabajabilidad, sin modificar el contenido de agua. retardar o acelerar el tiempo de fraguado inicial. acelerar el desarrollo de la resistencia en la primera etapa. modificar la velocidad de produccin de calor de hidratacin reducir la exudacin y sangrado. Incrementar la durabilidad o resistencia en condiciones severas de exposicin. Reducir la permeabilidad a los lquidos. Disminuir la segregacin.