TARGET MARKET CONCRETE SIKA PERÚ S.A.

CONCRETE ACADEMY

BUILDING TRUST

Concreto

Componentes del concreto

Plastificantes

Retardantes

Acelerantes

AGENDA

CONCRETO

¿Qué es el concreto?

http://youtu.be/RypjcHcLKHk

«Es un material compuesto, que consiste esencialmente de un medio adherente en el cual están embebidas partículas o fragmentos de agregados; en

el concreto de cemento hidráulico, el material adherente está formado por una mezcla de cemento

hidráulico y agua»

Fuente: ASTM C215

CONCRETO

¿Qué es el concreto?

http://youtu.be/psCtb3uGg_U

«Es un material compuesto que consiste esencialmente de un medio adherente en el cual están embebidas partículas o fragmentos de agregados; en

el concreto de cemento hidráulico, el material adherente está formado por una mezcla de cemento

hidráulico y agua»

«Mezcla de arena, piedra, agua y cementante hidráulico, que inicialmente tiene características de plasticidad y

moldeabilidad, para posteriormente endurecer y adquirir propiedades resistentes permanentes, haciéndolo ideal

como material de construcción»

Fuente: ACI 318

CONCRETO

¿Qué es el concreto?

Cemento + agua+ agregado fino + agregado grueso + aire + aditivos

PRODUCTO HÍBRIDO Propiedades finales dependen de las propiedades de sus componentes.

CONCRETO ¿Qué es el concreto?

Agregados (70%) Agua (18%)

Cemento (9%)

Adiciones (2%)

Aditivos (0,5%)

Aire (1%)

Vol.-%

Proporciones típicas en volumen absoluto de los componentes del concreto

COMPONENTES DEL CONCRETO

Componente Características

Cemento Responsable de la resistencia.

Agua Forman junto al cemento la piedra de cemento. Afecta

la durabiilidad

Agregados Llenan la matrix de cemento y determina la clase de

concreto.

Adiciones Dependiendo del tipo: se usa para mejorar las

características del concreto o como relleno (filler)

Aditivos Pueden afectar las características del concreto en

estado fresco y endurecido.

COMPONENTES DEL CONCRETO

Cemento

http://youtu.be/lu14VCP27Kc

Agregados (70%) Agua

(18%) Cemento (9%)

Adiciones

(2%)

Aditivos

(0,5%) Aire

(1%)

Vol.-%

COMPONENTES DEL CONCRETO

Cemento

Cemento: Es el material aglomerante hidráulico. Contiene materiales finamente molidos que luego se endurecen por hidratación, tanto en el aire como bajo el agua. Clinker: El Clinker esta conformado de óxidos minerales, de las cuales la caliza (CaO) y la sílice (SiO2) tienen la mayor proporción, estos óxidos tienen propiedades no hidráulicas. El tratamiento térmico que sufren causa que se combinen y que formen nuevos componentes los cuales son hidráulicos.

Preparación de la harina

1- Salida 2- Trituración (2-10 cm) 3- Transporte 4- Homogenización

Obtención del Clinker 5- Molienda de la harina 6- Filtro 7- Ciclones 8- Horno 9- Enfriado del clinker

Obtención Cemento 10- Almacén de clinker 11- Molienda 12- Envio

COMPONENTES DEL CONCRETO

Cemento

COMPONENTES DEL CONCRETO

Cemento

COMPONENTES DEL CONCRETO Cemento

COMPONENTES DEL CONCRETO

Cemento Diferencias de resistencias según tipo de cemento.

COMPONENTES DEL CONCRETO Cemento

COMPONENTES DEL CONCRETO

Adiciones

Agregados (70%) Agua

(18%) Cemento (9%)

Adiciones

(2%)

Aditivos

(0,5%) Aire

(1%)

Vol.-%

Materiales Cementicios Suplementarios (SCM)

Reacción Hidraulica: Fraguan y endurecen por acción química con el agua. Reacción puzolánica: Reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio (cal hidratada) en presencia de la humedad de los compuestos, de tal forma poseen características de los cementos. SCM: Un material que, cuando se usa junto con el cemento Portland, contribuye a las propiedades del concreto endurecido mediante actividad hidráulica o puzolánica.

COMPONENTES DEL CONCRETO

Adiciones

COMPONENTES DEL CONCRETO

Adiciones

COMPONENTES DEL CONCRETO

Adiciones

Cemento Portland + H2O SCH + Ca(OH)2

Puzolana + Ca(OH)2 SCH

SCM - Tipos

• Ceniza Volante (fly ash)

• Metakaolin

• Micro silice – Sika Fume • Humo de sílice • Escoria • Pizarra Calcinada

COMPONENTES DEL CONCRETO

Adiciones

COMPONENTES DEL CONCRETO

Agua

Agregados (70%) Agua

(18%) Cemento (9%)

Adiciones

(2%)

Aditivos

(0,5%) Aire

(1%)

Vol.-%

Agua Diferentes tipos de agua para concreto de acuerdo a:

Agua Potable No requiere ser evaluada.

Agua recuperada del proceso de la industria del concreto.

Agua subterránea.

Agua superficial natural y de procesos industriales.

Agua de mar o agua salobre. Puede ser usada para concretos sin armaduras.

Agua de desague No adecuada para el concreto

COMPONENTES DEL CONCRETO

COMPONENTES DEL CONCRETO

Agregados

Agregados (70%) Agua

(18%) Cemento (9%)

Adiciones

(2%)

Aditivos

(0,5%) Aire

(1%)

Vol.-%

Clasificación de agregados para concreto

Por su procedencia: Naturales o artificiales. Por su gradación: Fino y grueso. Por su densidad: Normales, ligeros o pesados.

COMPONENTES DEL CONCRETO

Agregados

Definiciones

Agregado fino (AF): Agregado que pasa por completo el tamiz 3/8, pasa casi completamente el tamiz N° 4 y encontramos retenidos hasta el tamiz N° 200. Agregado grueso (AG): Parte del agregado en que la mayor parte del retenido se encuentra hasta el tamiz N° 4.

COMPONENTES DEL CONCRETO

Agregados

Análisis granulométrico - Granulometría

«Representación numérica de la distribución volumétrica de partículas

por tamaños»

COMPONENTES DEL CONCRETO

Agregados

Tamices estándar ASTM

Denominación del

Tamiz

Abertura en

pulgadas

Abertura en

milímetros

3

1 ½

¾

3/8

N° 4

N° 8

N° 16

N° 30

N°50

N°100

N° 200

3

1.5

0.75

0.375

0.187

0.0937

0.0469

0.0234

0.0117

0.0059

0.0029

75

37.5

19

9.5

4.75

2.36

1.18

0.59

0.295

0.1475

0.0737

Requisitos ASTM para gradación de AF

Tamiz Porcentaje que pasa (en

masa)

9.5 mm (3/8” ) 100

4.75 mm (No. 4) 95 to 100

2.36 mm (No. 8) 80 to 100

1.18 mm (No. 16) 50 to 85

600 µm (No. 30) 25 to 60

300 µm (No. 50) 10 to 30

150 µm (No. 100) 2 to 10

Requisitos ASTM para gradación de AG

63 mm 50 mm 37.5 mm 25.0 mm 19 mm 9.5 mm

(2 1/2 pulg) (2 pulg) (1 1/2 pulg) (1 pulg) (3/4 pulg) (3/8 pulg)

1 90 mm A 37.5 mm (3 1/2

pulg a 1 1/2 pulg)

100 90 a 100 - 25 a 60 - 0 a 5 - - - -

2 63 mm a 37.5 mm (2 1/2

pulg a 1 1/2 pulg)

- - 100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 - 0 a 5 - -

3 50 mm a 25,0 mm (82 pulg a

1 pulg)

- - - 100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 - 0 a 5 -

357 50 mm a 4.75 mm (2 pulg a

Nnno 4)

- - - 100 95 a 100 - 35 a 70 - 10 a 30 -

4 37.5 mm a 19,0 mm (1 1/2

pulg a 3/4 pulg)

- - - - 100 90 a 100 20 a 55 0 a 15 - 0 a 5

467 37.5 mm a 4.75 mm (1 1/2 a

Nno 4)

- - - - 100 95 a 100 - 35 a 70 - 10 a 30

5 25 mm a 12.5 mm (1 pulg a

1/2 pulg)

- - - - - 100 90 a 100 20 a 55 0 a 10 0 a 5

56 25.0 mm a 9.5 mm (1 pulg a

3/8 pulg)

- - - - - 100 90 a 100 40 a 85 10 a 40 0 a 15

57 25.0 mm a 4.75 mm (1 pulg

a No4)

- - - - - 100 95 a 100 - 25 a 60 -

6 19.0 mm a 9.5 mm (3/4 pulg

a 3/8 pulg)

- - - - - - 100 90 a 100 20 a 55 0 a 15

67 19.0 mm a 4.75 mm (3/4

pulg a No4)

- - - - - - 100 90 a 100 - 20 a 55

8 9.5 mm a 2.36 mm (3/8 pulg

a No 8)

- - - - - - - - 100 85 a 100

89 9.5 mm a 1.18 mm (3/8 pulg

a No 16)

- - - - - - - - 100 90 a 100

9 4.75 mm a 1.18 mm (No4 a

No16)

- - - - - - - - - 100

HUSO TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL PORCENTAJE QUE PASA POR LOS TAMICES NORMALIZADOS

100 mm (4

pulg)

90 mm

(31/2 pulg)

75 mm (3

pulg)

12.5 mm (1/2

pulg)

7 12.5 mm a 4.75 mm (1/2

pulg a No4)

- - - - - - - 100 90 a 100 40 a 70

Lineamientos generales :

Aparte del tamaño máximo también la forma de los agregados influencia la demande de agua y las características del concreto fresco.

En algunos concretos especiales (concreto bombeado, SCC, etc.) recomendaciones especificas con relación a las curvas de gradación tienen que ser consideradas.

COMPONENTES DEL CONCRETO

Agregados

COMPONENTES DEL CONCRETO

Aditivos

Todos los estandares y guías definen los aditivos para concreto en diferentes maneras y formas, pero en esencia todos las descripciones son iguales:

Material que se adiciona en pequeñas proporciones (en relación al peso del cemento y/o adciones) durante el proceso del mezclado del concreto para cambiar una o varias caracteristicas del mismo en estado fresco o endurecido.

La química al servicio de la construcción !

Líquido o polvo que se utiliza para:

• Darle al concreto una propiedad que no tiene.

• Modificar alguna de las que tiene.

• En forma económica o funcional.

Qué es un aditivo?

Por qué usar aditivos?

• Con el fin de influir y cambiar las características del concreto en estado fresco como en estado endurecido y por lo tanto el cumplir con los requimientos y especificaciones del cliente.

• Mejorar la calidad.

• Mejorar la trabajabilidad, los tiempos de vaciado y desencofrado.

• Mejoras esteticas.

• Razones técnica: estructuras más resistentes y durables.

• Razones económicas.

Aditivos químicos reductores de agua y controladores de

fraguado – ASTM C 494

Tipo Clasificación

A Reductores de agua - Plastificantes

B Retardantes

C Acelerantes

D Plastificantes – Retardantes

E Plastificantes – Acelerantes

F Reductores de agua de alto poder – Superplastificantes

G Superplastificantes - Retardantes

Reductores de agua – Plastificantes (Tipo A) Reductores de agua de alto poder – Superplastificantes (Tipo F)

Aditivos para: • Reducir el agua de amasado. • Aumentar el asentamiento. • Reducir el agua de amasado y aumentar el

asentamiento.

Plastificantes • Reducen agua de amasado en 5 – 12%

Superplastificantes • Reducción de agua de amasado mayor al 12%

http://youtu.be/jWhy5RrBbWc

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

25,0%

0 0,2% 0,4% 0,6% 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6% 1,8%

Dosage

Wate

r re

du

cti

on

%

Reductores de agua – Plastificantes (Tipo A) Reductores de agua de alto poder – Superplastificantes (Tipo F)

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

25,0%

0 0,2% 0,4% 0,6% 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6% 1,8%

Dosage

Wate

r re

du

cti

on

%

Pla

stif

ican

te

Sup

erp

last

ific

ante

Plastificantes y superplastificantes Productos

Reducción de agua

1930: Plastiment Lignosulfonatos hasta 10%

1980: Sikament Naftalenos hasta 20%

2000: ViscoCrete Polycarboxilatoss hasta 40%

2010: SikaPlast Nafta-Polycarbox. Hasta 30%

Desarrollo de plastificantes y superplastificantes:

Plastiment

Alt

a

Trabajabilidad Desarrollo de f’c a edad temprana

Red

ucció

n d

e a

gu

a

Baja

SikaPlast

Sikament

Viscocrete

Plastificantes y superplastificantes

Aplicaciones

Premezclado Verano

Alt

a

Desarrollo de f’c temprana

re

du

cció

n d

e a

gua

Baj

a

Premezclado Invierno

Premezclado y Prefabricado

Autocompactante

Trabajabilidad

Plastificantes y superplastificantes Aplicaciones

Repulsión electrostática entre partículas

Reduce la tensión superficial

Retarda el proceso de hidratación

Agua atrapada es liberada

Se mejora la trabajabilidad

Hasta 10% de reducción de agua

Agua libre

Partícula de cemento

Agua atrapada

Particula de cemento en floculación

Plastificantes y superplastificantes Plastiment

Repulsión electrostática entre partículas

Carga negativa entre partículas de cemento para que se repelan unas a otras

Mejora la trabajabilidad.

Hasta 20% de reducción de agua

Plastificantes y superplastificantes Sikament

Partícula de cemento

Plastificantes y superplastificantes Viscocrete

Repulsión electrostática entre partículas

Estructura molecular larga que actua como barrera entre partículas de cemento.

Previene la formación de grumos gracias a su gran dispersión de partículas de cemento.

Gran mejora de la trabajabilidad.

Hasta 40% de reducción de agua 2L2L

http://youtu.be/CSZxjQwDKF0

QUÉ: MEJORAR LA TRABAJABILIDAD INCREMENTAR LA CALIDAD(MENOR RATIO A/C) AMBOS EFECTOS EN SIMULTANEO

Cuándo: Optimización de diseño de mezcla Concretos de baja permeabilidad Concretos con resistencia a ciclos de congelamiento Concreto bombeado y Autocompactante Concreto de altas resistencias

Cómo: Utilizado plastificantes / súper plastificantes

Quién: Plantas de concreto pre mezclado Plantas de concreto pre fabricado Contratistas que elaboran concreto a pie de obra.

Plastificantes y súper plastificantes Resumen

Retardantes – Tipo B

Aditivos que retardan el inicio de fragua del concreto. El mantenimiento de la trabajabilidad del concreto se extiende debido al retardo del inicio de la fragua. Algunos retardantes que tienen retardo prolongado son utilizados en shotcrete. Se debería utilizar en concretos masivos con largos tiempos de instalación. Durante el verano o lugares donde la temperatura ambiental es elevada.

20 °C

Fase I Fase II Fase III

Junger Beton Erhärteter Beton Concreto

Fresco

Concreto

Joven

Concreto

Endurecido

4-6 horas 24 horas

fraguado

Retardantes – Tipo B Requisitos

Tiempo

Temp. C°

retardado

acc. retardado

C° normal

fragua

acelerado

Retardantes – Tipo B

Forma de accion

Retardantes – Tipo B

Forma de accion

QUÉ: PROLONGAR LA HIDRATACIÓN / INICIO DE FRAGUA DEL CEMENTO

Cuándo: Se requiera prolongar el tiempo de fraguado Reducir la hidratación (concreto masivo) Extender el retardo (shotcrete) Concretos elaborado en clima caluroso

Cómo: Intervención química en la hidratación del cemento

Quién: Plantas de cocreto premezclado Contratistas que producen concreto en obra Productores de shotcrete

Retardantes – Tipo B Resumen

Acelerantes – Tipo C Definición

Acelerantes son aditivos, que aceleran el tiempo de fragua y/o las resistencias a tempranas del concreto o shotcrete. Hay productos, que pueden intervenir en la hidratación del cemento. El efecto de los aditivos acelerantes de fragua es diferente a los aditivos acelerantes de resistencias o aditivos anticongelantes.

Acelerantes – Tipo C Usos

• Para lograr rápidas resistencias: • Cuando haya requerimientos de resistencias a edades

tempranas. • Para rápida aplicación de cargas.

• En bajas temperaturas: • Durante la temporada de invierno. • Condiciones ambientales (sierra, montaña).

• Shotcrete: • Para fraguas muy rápidas y altas fuerzas de adhesión. • Para lograr capas más gruesas.

50 50

Semillas

Acelerantes – Tipo C

Acelerantes – Tipo C Tipos

Acelerante de fragua • Reduce el tiempo de inicio de fragua. • Incrementa las resistencias iniciales. • Para shotcrete: Sigunit. • Para prefabricados y resistencias a edades tempranas:

Sika 3, Sika 5, SikaCem Acelerante.

Acelerante de resistencia • Aceleran las resistencias inciales con o sin mover el

tiempo de fraguado. • Para plantas concreteras en tiempos de invierno fuertes

o climas muy frios.

Tiempo

Temp. C°

Ganancia de resistencia más rápida despues de la fragua final

No pierde trabajabilidad!

Tiempo de fragua no varía

Temperatura máxima se mantiene

Acelerantes – Tipo C Modo de acción – acelerante de resistencias – Sika Rapid 1

Acelerantes – Tipo C Modo de acción – acelerante de resistencias – Sika Rapid 1

• Altas resistencias tempranas se desarrollan luego de finalizada la fragua del cemento (depende mucho del tipo de cemento).

• Normalmente poca o nada de pérdida de trabajabilidad.

• Resistencia final es igual a la de un concreto sin este acelerante.

• Posibilidad de incremento de fisuras.

Temperatura máxima no cambia

Mayores f´c tempranas debido a fragua más rápida

Pierde trabajabilidad!

Temp. C°

Tiempo

Fragua inicial y final varia

Acelerantes – Tipo C Modo de acción – acelerante de fragua – Sika 3, Sika 5 – SikaCem Acelerate

Acelerantes – Tipo C Modo de acción – acelerante de fragua – Sika 3, Sika 5, SikaCem Acelerante • Rápida fragua en minutos o pocas horas. • Actualmente poco trabajabilidad después de adicionar a la

mezcla. • Rápido desarrollo de resistencias en horas. • Resistencia final puede reducirse, dependiendo del tipo de

acelerante utilizado.

Tiempo

F´c

Acelerante de fragua Shotcrete Sigunit®

Acelerante de f´c Concrete SikaRapid®-1

Concreto de referencia

Tie

mp

o d

e f

ragu

a

Acelerantes – Tipo C Acelerante – modo de acción - comparación

QUÉ: ACELERAR EL TIEMPO DE FRAGUA (ENDURECIMIENTO) / RESISTENCIAS

Cuándo: Concretos de alta resistencia inicial Concreto fabricado a bajas temperaturas ambietales Aplicaciones en shotcrete

Cómo: Intervención química en el proceso de hidratación

Quién: Productores de concreto pre fabricado Productores de concreto pre mezclado Contratistas que aplican Shotcrete

Acelerantes – Tipo C Resumen

CONCLUSIONES

Plastificantes • Plastiment, Sikament, SikaPlast y Viscocrete (10%, 20%, 30% y 40% de

reducción de agua respectivamente). • Sirven para: reducir agua (mejorar la calidad), aumentar el asentamiento

y ambos. Retardantes • Plastiment TM 12, Plastiment TM 14 y Plastiment TM15. • Sirven para: incrementar el tiempo de trabajabilidad (transportar el

concreto), reducir calor de hidratación y evitar juntas frias. Acelerantes • Sika 3, Sika 5, Sika Rapid 1 y Sigunit • Sirven para: acelerar el secado del concreto, lograr altas resistencias en

menor tiempo y reducir tiempos.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

http://youtu.be/kjMPquFnu0U