LOS ADITIVOS
Que son los aditivos?
Aditivos son aquellas sustancias o productos (inorgánicos o orgánicos) que, incorporados al hormigón antes del amasado (o durante el mismo o en el trascurso de un amasado suplementario) en una proporción no superior al 5% del peso del cemento, producen la modificación deseada, en estado fresco o endurecido, de alguna de sus características, de sus propiedades habituales o de su comportamiento.
Características y Propiedades Principales
Su influencia se determina de acuerdo al agua y a la cantidad del agua que es necesario añadir a la mezcla para obtener la docilidad y compactación necesaria. Los áridos de baja densidad son poco resistentes y porosos.
Nos sirven para:
- Una mejor trabajabilidad.
- Para regular el proceso de fraguado del hormigón.
Son útiles para:
- Hormigones secos.
- Hormigones bombeados.
- Hormigones vistos.
- Hormigones fuertemente armados.
No se deben utilizar en:
- Hormigones blandos.
- Hormigones fluidos.
Tipos o Clases
Existen tres tipos o clases de aditivos: Plastificantes, Fluidificantes y Superfluidificantes.
Plastificantes: Estos son los sólidos disueltos H2O, sus propiedades permiten mas trabajabilidad, disminuye la relación entre el agua y el cemento y disminuye la segregación cuando el transporte es muy largo o cuando hay grandes masas de hormigón. Estos pueden ser usados: Inyectados, proyectados, o pretensados.
Fluidificantes : Estos son formulaciones orgánicas líquidas, al igual que la anterior sus propiedades permiten mas trabajabilidad, disminuye la relación entre el agua y el cemento.
Estos pueden ser utilizados en hormigones bombeados, largos transportes., hormigones proyectados con armaduras.
Se Clasifican en:
1ª Generación - 70% Rendimiento cementicio.
2ª Generación - 75% Rendimiento cementicio.
3ª Generación - 100% Rendimiento cementicio.
Superfluidificantes: Estos son formulaciones orgánicas líquidas, estos pertenecen a la tercera generación.
Usos
Tipos:
Aceleradores de fraguado: Cloruros [Cl2Ca (más eficaz), ClNa, ClAl, ClFe], Hidróxidos, Carbonatos., Silicatos.
Retardadores de fraguado: Existen dos tipos: Inorgánicos (ZnO, PbO, PO4H3, BO4H3), Orgánicos (ácido orgánico, glicerina).Estos dependen del tipo, cantidad de cemento, dosificación y la relación entre el agua y el cemento.
Consiste en reacciones químicas en las que aparece una película alrededor del cemento, impidiendo que se hidrate.
Aceleradores de endurecimiento: Son los que Modifican la resistencia mecánica, este a su vez puede producir efectos secundarios: Bajan la resistencia final y puede originar retracciones.
- ACELERADOR < 2,5% ACELERA.
- ACELERADOR > 2,5% RETARDA.
Modificadores contenido gases: Son los que facilitan la correcta distribución del aire ocluido.
Otros aditivos.
Colorantes: Pigmento que se le añade al cemento para modificar el color y está formado por óxidos metálicos.
Deben cumplir con: tener un alto poder de coloración, gran facilidad para mezclarse con el cemento, que sea insoluble en el agua, que sean estables a la luz y al ambiente, además de a los ambientes agresivos, que no alteren el proceso de fraguado del hormigón.
Anticongelantes: Es cuando el hormigón está a bajas temperaturas y se utilizará hasta una temperatura de -14ºC.
Impermeabilizantes: Son repelentes al agua y actúan cerrando el sistema poroso del hormigón mediante unas sustancias químicas en el fraguado del hormigón. Este no es totalmente efectivo.
Normativa:
Los aditivos son productos que se adicionan en pequeña proporción al concreto durante el mezclado en porcentajes entre 0.1% y 5% (según el producto o el efecto deseado) de la masa o peso del cemento, con el propósito de producir una modificación en algunas de sus propiedades originales o en el comportamiento del concreto en su estado fresco y/o en condiciones de trabajo en una forma susceptible de ser prevista y controlada. Esta definición excluye, por ejemplo, a las fibras metálicas, las puzolanas y otros. En la actualidad los aditivos permiten la producción de concretos con características diferentes a los tradicionales, han dado un creciente impulso a la construcción y se consideran como un nuevo ingrediente, conjuntamente con el cemento, el agua y los agregados. Existen ciertas condiciones o tipos de obras que los hacen indispensables.
Tanto por el Comité 116R del ACI como por la Norma ASTM C 125 definen al aditivo como: “Un material distinto del agua, de los agregados y cemento hidráulico que se usa como componente del concreto o mortero. Las dosis en las que se utilizan los aditivos, están en relación a un pequeño porcentaje del peso de cemento, con las excepciones en las cuales se prefiere dosificar el aditivo en una proporción respecto al agua de amasado”.
3. Antecedentes
Los antecedentes más remotos de los aditivos químicos se encuentran en los concretos romanos, a los cuales se incorporaba sangre y clara de huevo.
La fabricación del cemento portland alrededor de 1850 y el desarrollo del concreto armado, llevó a regular el fraguado con el cloruro de calcio, patentado en 1885. Al inicio del siglo se efectuaron sin éxito comercial estudios sobre diferentes aditivos.
El primer antecedente de los aditivos químicos modernos se encuentran en el empleo ocasional del sulfonato naftaleno formaldehido, que fue utilizado en 1930 para actuar como dispersante en concretos con adiciones negro de humo, destinados a carriles de pavimentos que por su coloración pudieran llamar la atención de ¡os conductores de vehículos. Si bien en 1932 se registro una patente de los EE.UU. no se aplicó por su elevado costo y exceder los requerimientos de las construcciones de concreto de esa época.
4. Clasificación
Debido a que sus efectos son muy variados, una clasificación así es muy extensa, además debido a que un solo aditivo modifica varias características del concreto, además de no cumplir todas las que especifica.
4.1. Según la norma técnica ASTM-C494 es:
a) TIPO A: Reductor de agua
b) TIPO B: Retardante
c) TIPO C: Acelerante
d) TIPO D: Reductor de agua retardante
e) TIPO E: Reductor de agua acelerante
f) TIPO F: Súper reductor de agua
g) TIPO G: Súper reductor de agua retardante
4.2. Según el comité 212 del ACI
Los clasifica según los tipos de materiales constituyentes o a los efectos característicos en su uso:
a) Aditivos acelerantes.
b) Aditivos reductores de agua y que controlan el fraguado.
c) Aditivos para inyecciones.
d) Aditivos incorporadores de aire.
e) Aditivos extractores de aire.
f) Aditivos formadores de gas.
g) Aditivos productores de expansión o expansivos.
h) Aditivos minerales finamente molidos.
i) Aditivos impermeables y reductores de permeabilidad.
j) Aditivos pegantes (también llamados epóxicos).
k) Aditivos químicos para reducir la expansión debido a la reacción entre los agregados y los alcalices del cemento. Aditivos inhibidores de corrosión.
l) Aditivos fungicidas, germicidas o insecticidas.
m) Aditivos floculadores.
n) Aditivos colorantes.
4.3. Según la norma francesa AFNOR P 18-123 “Betons: Definitions et Marquage des Adjuvants du Betons”
Establecen una clasificación más amplia:
4.3.1. Aditivos que modifican las propiedades reológicas del concreto fresco:
- Plastificantes – Reductores de agua.
- Incorporadores de aire.
- Polvos minerales Plastificantes
- EstabilizadoreS
4.3.2.Aditivos que modifican el fraguado y endurecimiento:
- Aceleradores de fraguado y/o Endurecimiento.
- Retardadores de Fraguado.
4.3.3. Aditivos que modifican el contenido de aire:
- Incorporadores de Aire
- Antiespumantes.
- Agentes formadores de Gas.
- Agentes formadores de Espuma.
4.3.4. Aditivos que modifican la resistencia a las acciones físicas:
- Incorporadores de Aire.
- Anticongelantes.
- Impermeabilizantes.
4.3.5. Aditivos misceláneos
- Aditivos de cohesión – emulsiones
- Aditivos combinados
- Colorantes
- Agentes formadores de espuma
Debido a que esta clasificación está hecha desde el punto de vista de su influencia en determinadas propiedades del concreto, algunos productos utilizados para confeccionar estos aditivos se repiten en más de un grupo.
5. Razones de empleo de un aditivo
Algunas de las razones para el empleo de un aditivo son:
5.1. 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 expansión.
· Modificar la velocidad y/o el volumen de exudación.
· Reducir la segregación.
· Facilitar el bombeo.
· Reducir la velocidad de pérdida de asentamiento.
5.2. En el concreto endurecido:
· Disminuir el calor de hidratación.
· Desarrollo inicial de resistencia.
· Incrementar las resistencias mecánicas del concreto.
· Incrementar la durabilidad del concreto.
· Disminuir el flujo capilar del agua.
· Disminuir la permeabilidad de los líquidos.
· Mejorar la adherencia concreto-acero de refuerzo.
· Mejorar la resistencia al impacto y la abrasión.
6. Modos de uso
Los aditivos se dosifican hasta en un 5% del peso de la mezcla y comúnmente son usados entre el 0.1 % y 0.5 % del peso del cemento.
La utilización de aditivos no debería, 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.
El uso del aditivo debe incluirse en el diseño de mezcla de concreto.
7. Normalización
Tanto las normas peruanas como las norteamericanas del ASTM que les sirven de antecedentes, normalizan los aditivos de acuerdo a la función que cumplen en el concreto. En la Comunidad Europea las normas CEN normalizan los aditivos químicos según sean aplicados a pastas de cemento, morteros, concretos y concreto proyectados. Existen muchos otros tipos de aditivos, aún no normalizados, que tienen un nicho en el mercado.
La rápida introducción de los aditivos en el mercado de la construcción motivó la atención de investigadores, registrándose los primeros eventos técnicos, entre ellos debemos señalar: el ''Internacional Symposium on Admixtures for Mortar and Concrete", Brussels, 1967, RILEM. También la primera y segunda ''internacional Conference on Superplasticizers in Concrete", de 1978 y 1981 organizado por ACI-CANMET. "Symposium on Superplasticizers in Concrete" Washington, D.C. 1978. Además, aparecen numerosos artículos técnicos en el Journal del ACI y en la revista Zement Kaip Gips. Es en este período que se afirma el conocimiento científico del comportamiento de los aditivos en el concreto.
Paralelamente se ha producido un proceso de concentración en la industria de aditivos, con inversión en investigación, desarrollo, procesos tecnológicos y control do calidad para satisfacer los requerimientos del usuario
Las primeras normas ASTM se dieron en 1962 para los siguientes tipos de aditivos:
• Reductores de agua (tipo A)
• Retardadores de fraguado (tipo B) Aceleradores de fraguado y resistencia temprana (tipo C)
• Reductores de agua y retardadores (tipo D)
• Reductores de agua y aceleradores (tipo E)
En Perú los aditivos químicos se introducen a fines de la década del 50', en un mercado restringido. La primera norma nacional de aditivos corresponde al año de 1981 y se basa en la norma ASTM de 1969 comprendiendo los tipos A,B,C,D, y E Los requerimientos de estas normas se refieren a la performance de los concretos con aditivos, especificando su desempeño en trabajabilidad, deformación y resistencia.
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