8/19/2019 Aditivos Para El Cemento
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ADITIVOS PARA EL CEMENTO¿QUE SON LOS AADITIVOS?Los aditivos son sustancias químicas naturales o manufac- turadas que seadicionan al concreto (hormigón) antes o durante el mezclado del mismo.Los aditivos más frecuen- temente utilizados son los agentes
incorporadores de aire,
los reductores de agua, los retardantes y losacelerantes.
¿POR QUÉ UTILIZAR ADITIVOS?
Los aditivos se emplean para aportarle propiedades espe- ciales alconcreto fresco o endurecido. Los aditivos pueden meorar lascaracterísticas de dura!ilidad, tra!aa!ilidad o resistencia de una mezcladada de concreto. Los aditivos son utilizados para vencer difícilessituaciones de construcción, como son los vaciados (colados) en climacaliente o frío, los requerimientos del !om!eado, los requerimientos deresistencias tempranas o las especi"caciones de una relación
agua#cemento muy !aa.
¿Cómo UTILIZAR LOS ADITIVOS?
$onsulte a su proveedor de concreto premezclado acerca de cuálesaditivos pueden ser apropiados para su aplicación. Los aditivos de!en ser evaluados para analizar su compa ti!ilidad con los cementos, con las
prácticas de construcción, las especi"caciones de tra!ao y las ventaaseconómicas antes de ser utilizados.
CLASIFICACIÓN DE LOS ADITIVOS PARA CONCRETO
%ara el desarrollo de los diferentes tipos de aditivos, los clasi"caremos
desde el punto de vista de las
propiedades del concreto que modi"can,
ya que ese es el aspecto !ásico al cual se
apunta en o!ra cuando se desea !uscar
una alternativa de solución que no puede
lograrse con el concreto normal (&ef. '.)
ADITIVOS ACELERANTES
ustancia que reducen el tiempo normal
de endurecimiento de la pasta de
cemento y#o aceleran el tiempo normal de
desarrollo de la resistencia.
%roveen una serie de ventaas como son*
a) +esencofrado en menor tiempo del usual
!) &educción del tiempo de espera necesario para dar aca!ado super"cial
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c) &educción del tiempo de curado
d) delanto en la puesta en servicio de las estructuras
e) %osi!ilidad de com!atir rápidamente las fugas de agua en estructuras
hidráulicas
f) &educción de presiones so!re los encofrados posi!ilitando mayores
alturas de vaciado
g) $ontrarrestar el efecto de las !aas temperaturas en clima frío
desarrollado con mayor velocidad el calor de hidratación, incrementando la
temperatura del concreto y consecuentemente la resistencia.
n general lo acelerantes reducen los tiempos de fraguado inicial y "nal del
concreto medios con mtodos estándar como las aguas proctor de"nidasen /0 1 $ 1 234 (&ef. '.5) que permiten cuanti"car el endurecimiento en
función de la resistencia a la penetración.
e emplean aguas metálicas de
diferentes diámetros con un dispositivo
de aplicación de carga que permite
medir la presión aplicada so!re mortero
o!tenido de tamizar el concreto por la
malla 67 2.
ste mtodo se emplea con los
acelerantes denominados
convencionales cuya rapidez de acción permite mezclar y producir el
concreto de manera normal, pero en los no convencionales que se emplean
para casos especiales como el del concreto lanzado se utilizan otros
mtodos como el de las aguas 8illmore dado que el endurecimiento es
mucho más rápido.
/ienden a reducir la tra!aa!ilidad si se emplean solo, pero usados
conuntamente con incorporadores de aire, la meoran, ya que contri!uyena incrementar el contenido de aire incorporado y su acción lu!ricante.
+isminuyen la e9udación pero contri!uyen a que aumente la contracción
por secado y consecuentemente la "suración si no se cura el concreto
apropiadamente. /ienen una gran cantidad de álcalis por lo que aumenta el
riesgo de reactividad alcalina con cierto tipo de agregados.
Los concretos con acelerantes provocan una menor resistencia a los
sulfatos y son más sensi!les a los cam!ios volumtricos por temperatura.
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Los convencionales usualmente tienen en su composición cloruros,
car!onatos, silicatos, :uorsilicatos e hidró9idos, así como algunos
compuestos orgánicos como trietanolamina, siendo la proporción normal de
uso del orden del ; al 5; del peso del cemento.
Los no convencionales se componen de car!onato de sodio, aluminato de
sodio, hidró9ido de calcio o silicatos y su proporción de uso es varia!le. ea
que se suministren líquidos o en polvo, de!en emplearse diluidos en el agua
de mezcla para asegurar su
uniformidad y el efecto controlado.
l acelerante más usado
mundialmente o que es ingrediente
de muchos productos comerciales es
el cloruro de calcio ($5$a).
u mecanismo de acción se da reaccionando con el luminato /ricálcico y
actuando además como catalizador del silicato tricálcico provocando la
cristalización más rápida en la forma de cristales "!rosos.
6ormalmente se suministra en escamas con una pureza. l diluirse siempre
de!e depositar en agua para entrar en solución y no al revs pues sino se
forma una película dura muy difícil de disolver.
l riesgo de usar cloruro de calcio reside en que aumenta la posi!ilidad de
corrosión en el acero de refuerzo por lo que su empleo de!e efectuarse enforma muy controlada.
ADITIVOS INCORPORADORES DE AIRE
l congelamiento del agua dentro del concreto con el consiguiente aumento
de volumen, y el deshielo con la li!eración de esfuerzos que ocasionan
contracciones, provocan "suración inmediata si el concreto todavía no tiene
su"ciente resistencia en tracción para soportar estas tensiones o
agrietamiento paulatino en la medida que la repetición de estos cielos va
fatigando el material.
"nes de los a
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9isten dos tipos de aditivos incorporadores de aire*
a) Líqu!o" o #$ %o&'o (o&u #$ a*ua
$onstituidos por sales o!tenidas de resinas de madera, detergentes
sintticos sales lignosulfonadas, sales de ácidos de petróleo, sales demateriales proteínicos, ácidos grasosos y resinosos, sales orgánicas de
hidrocar!uros sulfonados etc. lgunos son de los llamados aniónicos, que al
reaccionar con el cemento inducen iones cargados negativamente que se
repelen causando la dispersión y separación entre las partículas sólidas y un
efecto lu!ricante muy importante al reducirse la fricción interna.
9iste un campo muy grande de materiales con los cuales se pueden
o!tener incorporadores de aire, sin em!argo no todos pueden producir la
estructura de vacíos adecuada para com!atir el hielo y deshielo, lo que ha
motivado una gran la!or de investigación por parte de los fa!ricantes y
cientí"cos para hallas las com!inaciones más e"cientes contra el fenómeno.
ste tipo de incorporadores de aire son sensi!les a la compactación por
vi!rado, al e9ceso de mezclado, y a la reacción con el cemento en particular
que se emplee, por lo que su utilización de!e hacerse de manera muy
controlada y supervisada para asegura los resultados pues de otro modo
estaremos incorporando menos vacíos y de calidad diferente a la requerida.
=na de las ventaas de estos incorporadores, es que el aire introducido
funciona además como un lu!ricante entre las partículas de cemento por losvacíos adicionales en su estructura.
Las proporciones en que se dosi"can normalmente estos aditivos oscilan
entre el 3.35; y el 3.3; del peso del cemento consiguindose incorporar
aire en un porcentae que varía usualmente entre el 4; y el ';
dependiendo del producto y condiciones particulares.
) E$ %a+,í-u&a( (ó&!a(
$onsistentes en materiales inorgánicosinsolu!les con una porosidad interna muy
grande como algunos plásticos, ladrillo molido,
arcilla e9pandida, arcilla pizarrosa, tierra
diatomácea etc.
stos materiales se muelen a tama
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de fa!ricación y de transporte, los
grandes fa!ricantes a nivel mundial
han desarrollado más los primeros.
>emos realizado algunos estudios
preliminares con sillar de la región
de requipa, que como se sa!e es
un material de origen volcánico con
porosidad del orden del 5?; al 43;,
que indican que podrían ser un
incorporador de aire !arato y e"ciente, por lo que de!ería investigarse con
mayor profundidad en este sentido
n nuestro medio se emplean usualmente incorporadores de aire líquidos,
ya sea importados o de fa!ricación nacional con insumos importados,
estando el campo virgen para desarrollar incorporadores de aire con
materiales locales de adquisición corriente, que puedan a!aratar su uso, de
modo de poder difundir su empleo normal en regiones donde por las
condiciones climáticas son imprescindi!les.
=n aspecto que hay que tener muy presente al usar estos aditivos es el que
ning@n fa!ricante puede garantizar a priori el contenido del aire que
inducen, pues depende como hemos dicho de muchos factores, por lo que
se requiere un chequeo permanente con equipos para medición de aire
incorporado (&ef. '.') y compati!ilizar estas mediciones con las operaciones
de mezclado y transporte, para asegurar que no hay prdida de aire
incorporado durante el proceso constructivo.
ADITIVOS REDUCTORES DE A.UA / PLASTIFICANTES0
on compuestos orgánicos e inorgánicos que permiten emplear menor agua
de la que se usaría en condiciones normales en el concreto, produciendomeores características de tra!aa!ilidad y tam!in de resistencia al
reducirse la &elación gua#$emento.
/ra!aan en !ase al llamado efecto de super"cie, en que crean una
interface entre el cemento y el agua en la pasta, reduciendo las fuerzas de
atracción entre las partículas, con lo que se meora el proceso de
hidratación.
0uchos de ellos tam!in desarrollan el efecto aniónico que mencionamos al
ha!lar de los incorporadores de aire.
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pueden a
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n nuestro medio se han utilizado relativamente poco los s@per
plasti"cantes, siendo uno de los casos más saltantes en el concreto pesado
del FlocE del &eactor en >uarangal 1 Lima, donde la alta concentración de
armadura y elementos metálicos em!utidos, motivó que los empleáramos,
con e9celentes resultados de!ido a sus características de meoradores de la
tra!aa!ilidad.
$omo complemento, de!emos mencionar que son au9iliares muy !uenos
para las invenciones o rellenos (grouting), por su efecto plasti"cante.
n el %er@ se han usado los de procedencia norteamericana y europea, pero
es interesante anotar que el Gapón tiene el liderazgo actual en cuanto al
desarrollo de estos productos, con versiones sumamente especiales.
ADITIVOS IMPERMEA1ILIZANTES
sta es una categoría de aditivos que sólo está individualizada
nominalmente pues en la práctica, los productos que se usan son
normalmente reductores de agua, que propician disminuir la permea!ilidad
al !aar la &elación gua#$emento y disminuir los vacíos capilares.
u uso está orientado hacia o!ras hidráulicas donde se requiere optimizar la
estanqueidad de las estructuras.
6o e9iste el aditivo que pueda
garantizar impermea!ilidad si nodamos las condiciones adecuadas al
concreto para que no e9ista
"suración, ya que de nada sirve que
apliquemos un reductor de agua muy
so"sticado, si por otro lado no se
consideran en el diseemos tenido ocasión de apreciar proyectos hidráulicos donde en lasespeci"caciones tcnicas se indica el uso e9clusivo de aditivos
impermea!ilizantes, lo cual no es correcto y lleva a confusión pues esta
connotación que es su!etiva, la han introducido principalmente los
fa!ricantes, pero en la práctica no son en general otra cosa que reductores
de agua.
9iste un tipo de impermea!ilizantes que no act@an reduciendo agua sino
que tra!aan so!re el principio de repeler el agua y sellar internamente l
estructura de vacíos del concreto, pero su uso no es muy difundido pues no
hay seguridad de que realmente con"eran impermea!ilidad yde"nitivamente reducen resistencia. Las sustancias empeladas en este tipo
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de productos son a!ones, !utilestearato, ciertos aceites minerales y
emulsiones asfálticas.
Htros elementos que proporcionan características de incremento de
impermea!ilidad son las cenizas volátiles, las puzolanas y la microsílice,
que en conunción con el cemento generan una estructura mucho menos
permea!le que la normal, pero su uso es más restringido.
ADITIVOS RETARDADORES
/ienen como o!etivo incrementar el tiempo de endurecimiento normal del
concreto, con miras a disponer de un período de plasticidad mayor que
facilite el proceso constructivo.
u uso principal se amerita en los siguientes casos*
a) Iaciado complicado y#o voluminoso, donde la secuencia de colocación del
concreto provocaría untas frías si se emplean mezclas con fraguados
normales.
!) Iaciados en clima cálido, en que se incrementa la velocidad de
endurecimiento de las mezclas convencionales.
c) Fom!eo de concreto a largas distancias para prevenir atoros.
d) /ransporte de concreto en 0i9ers a largas distancias.
e) 0antener el concreto plástico en situaciones de emergencia que o!ligan
a interrumpir temporalmente los vaciados, como cuando se malogra alg@n
equipo o se retrasa el suministro del concreto.
La manera como tra!aan es actuando so!re el luminato /ricálcico
retrasando la reacción, producindose tam!in un efecto de super"cie,
reduciendo fuerzas de atracción entre partículas.
n la medida que pasa el tiempo desaparece el efecto y se desarrolla acontinuación el de hidratación, acelerándose generalmente el fraguado.
>ay que tener cuidado con las so!redosi"caciones pues pueden traer
complicaciones en el desarrollo de la resistencia, o!ligando a adoptar
sistemas de curado adicionales.
=sualmente tienen características plasti"cantes. Los productos !ásicos
empleados en su fa!ricación son modi"caciones y com!inaciones de los
usados en los plasti"cantes y adicionalmente, algunos compuestos de
tercelulosa.
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e dosi"can generalmente en la proporción del 3.5; al 3.?; del peso del
cemento.
CURADORES QU2MICOS
%ese a que no encaan dentro de la
de"nición clásica de aditivos, pues no
reaccionan con el cemento, constituyen
productos que se a
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!) oluciones de resinas sintticas en solventes volátiles, que crean el
mismo efecto de una capa de laca o pintura so!re el concreto, sellándolo.
diferencia de los anteriores, a mayor temperatura, el solvente se volatiliza
más rápido y la película protectora se vuelve más rígida, dependiendo su
e"cacia del contenido de sólidos en la solución.
e fa!rican tam!in con o sin pigmento y normalmente se pueden limpiar
con esco!illa metálica o con gasolina.
n cualquiera de los casos, es necesario hacer prue!as de la e"ciencia del
curador de acuerdo a como lo recomienda el $J 4D (&ef. '.K)
o!tenindose pro!etas cilíndricas de concreto, aplicándoles el curador de
igual manera como se hace con las estructuras y deándolas al pied de o!ra
para que estn sometidas a las mismas condiciones am!ientales.
%aralelamente se curan !ao condiciones controladas en la!oratorio, otra
serie de cilindros del mismo concreto, ensavándose am!as series a los 5D
días. e considera que el sistema de curado es efectivo si la resistencia de
las curadas en o!ra es mayor o igual al D?; del fc de las curadas en
condiciones controladas, no siendo necesario el cumplimiento de esta
condición si la resistencia de las curadas en o!ra supera en 4? Eg#cm5 al fc
especi"cado.
La colocación de estos productos con pulverizador, !rocha o rodillo de
acuerdo al caso particular, de!e realizarse lo antes posi!le luego del
desencofrado, moando previamente el concreto para reponer prdidas de
agua, que hayan ocurrido antes de la operación de curado. $uando se
aplica so!re super"cies frescas e9puestas, de!e eecutarse apenas haya
desaparecido el agua super"cial o est por desaparecer.
ADITIVOS NATURALES 3 DE PROCEDENCIA CORRIENTE
sta es una clasi"cación que hemos introducido para hacer conocer algunos
productos de uso o disponi!ilidad com@n, que act@an modi"cando
propiedades del concreto y que ofrecen una fuente potencial de
investigación local para desarrollar aditivos !aratos.
a) A-#+a$,#(
l az@car en dosi"caciones mayores del 3.5?; del peso del cemento, la
urea, el ácido láctico de la leche, el ácido o9álico que se halla en muchos
productos comerciales que sirven para quitar manchas y limpiar metales.
) I$-o+%o+a!o+#( !# a+#0
Los detergentes, las piedras porosas de origen volcánico "namente molidas,las algas.
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-) P&a(,4-a$,#( +#,a+!a!o+#(
Los siguientes productos en porcentaes referenciales relativos al peso del
cemento*
l almidón (3.3;), el !icar!onato de sodio (3.2;), el ácido tartárico(3.5?;), la celulosa (3.3;), el az@car (M 3.5?;), resinas de maderas.
%ara concluir, de!emos mencionar que las normas /0 $-5'3 y $-2K2
(&ef. '. y '.5) esta!lecen los requisitos que de!en cumplir los aditivos
para poder emplearse en concreto, siendo una herramienta @til para
veri"carlos, pero que no reemplaza a la prue!a efectiva con el cemento, la
mezcla y las condiciones de o!ra particulares que enfrentemos, en que
de!e cuidarse de compro!ar su efectividad en forma cientí"ca, evaluando
con mtodos y prue!as estándar las propiedades que se modi"can , de
manera de poder cuanti"carlas y o!tener conclusiones valederas.
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