LOS ADITIVOS
Son
materiales orgánicos o inorgánicos que se añaden a la mezcla durante o luego de
formada la pasta de cemento y que modifican en horma dirigida algunas
características del proceso de hidratación, el endurecimiento e incluso la
estructura interna del concreto.
El
comportamiento de los diversos tipos de cemento Pórtland está definido dentro
de un esquema relativamente rígido, ya que pese a sus diferentes propiedades,
no pueden satisfacer todos los requerimientos de los procesos constructivos.
Existen consecuentemente varios casos, en que la única alternativa de solución
técnica y eficiente es el uso de aditivos.
Al margen de
esto, cada vez se va consolidando a nivel internacional el criterio de
considerar a los aditivos como un componente normal dentro de la Tecnología del
Concreto moderna ya que contribuyen a minimizar los riesgos que ocasiona el no
poder controlar ciertas características inherentes a la mezcla de concreto
original, cono son los tiempos de fraguado, la estructura de vacíos el calor de
hidratación, etc.
CLASIFICACIÓN
DE LOS ADITIVOS PARA CONCRETO
Para el
desarrollo de los diferentes tipos de aditivos, los clasificaremos desde el
punto de vista de las propiedades del concreto que modifican, ya que ese es el
aspecto básico al cual se apunta en obra cuando se desea buscar una alternativa
de solución que no puede lograrse con el concreto normal (Ref. 6.1)
ADITIVOS
ACELERANTES
Sustancia
que reducen el tiempo normal de endurecimiento de la pasta de cemento y/o
aceleran el tiempo normal de desarrollo de la resistencia.
Proveen una
serie de ventajas como son:
a)
Desencofrado en menor tiempo del usual
b) Reducción
del tiempo de espera necesario para dar acabado superficial
c) Reducción
del tiempo de curado
d) Adelanto
en la puesta en servicio de las estructuras
e) Posibilidad
de combatir rápidamente las fugas de agua en estructuras hidráulicas
f) Reducción
de presiones sobre los encofrados posibilitando mayores alturas de vaciado
g)
Contrarrestar el efecto de las bajas temperaturas en clima frío desarrollado
con mayor velocidad el calor de hidratación, incrementando la temperatura del
concreto y consecuentemente la resistencia.
En general
lo acelerantes reducen los tiempos de fraguado inicial y final del concreto
medios con métodos estándar como las agujas proctor definidas en ASTM – C – 403
(Ref. 6.2) que permiten cuantificar el endurecimiento en función de la
resistencia a la penetración.
Se emplean
agujas metálicas de diferentes diámetros con un dispositivo de aplicación de
carga que permite medir la presión aplicada sobre mortero obtenido de tamizar
el concreto por la malla N° 4.
Se considera
convencionalmente que se ha producido el fraguado inicial cuando se necesita
aplicar una presión de 500 lb/pulg2 para introducir la aguja una pulgada, y el
fraguado final cuando se necesita aplicar una presión de 4,000lb/pul2 para
producir la misma penetración.
Este método
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 (shotcrete) se utilizan otros métodos como el de las agujas Gillmore
(Ref. 6.3) dado que el endurecimiento es mucho más rápido.
Una
particularidad que se debe tener muy presente en los acelerante es que si bien
provocan un incremento en la resistencia inicial en comparación con un concreto
normal, por lo general producen resistencias menores a 28 días. Mientras más
acelerante se emplea para lograr una mayor resistencia inicial, se sacrifica
acentuadamente la resistencia a largo plazo.
Tienden a
reducir la trabajabilidad si se emplean solo, pero usados conjuntamente con
incorporadores de aire, la mejoran, ya que contribuyen a incrementar el
contenido de aire incorporado y su acción lubricante.
Disminuyen
la exudación pero contribuyen a que aumente la contracción por secado y
consecuentemente la fisuración si no se cura el concreto apropiadamente. Tienen
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
mas sensibles a los cambios volumétricos por temperatura.
Los
convencionales usualmente tienen en su composición cloruros, carbonatos,
silicatos, fluorsilicatos e hidróxidos, así como algunos compuestos orgánicos
como trietanolamina, siendo la proporción normal de uso del orden del 1% al 2%
del peso del cemento.
Los no
convencionales se componen de carbonato de sodio, aluminato de sodio, hidróxido
de calcio o silicatos y su proporción de uso es variable. Sea que se
suministren líquidos o en polvo, deben emplearse diluidos en el agua de mezcla
para asegurar su uniformidad y el efecto controlado (Ref. 6.4).
El
acelerante mas usado mundialmente o que es ingrediente de muchos productos
comerciales es el cloruro de calcio (C12Ca).
Su mecanismo
de acción se da reaccionando con el Aluminato Tricálcico y actuando además como
catalizador del silicato tricálcico provocando la cristalización más rápida en
la forma de cristales fibrosos.
Normalmente
se suministra en escamas con una pureza. Al diluirse siempre debe depositar en
agua para entrar en solución y no al revés pues sino se forma una película dura
muy difícil de disolver.
El riesgo de
usar cloruro de calcio reside en que aumenta la posibilidad de corrosión en el
acero de refuerzo por lo que su empleo debe efectuarse en forma muy controlada.
ADITIVOS
INCORPORADORES DE AIRE
El
congelamiento del agua dentro del concreto con el consiguiente aumento de
volumen, y el deshielo con la liberación de esfuerzos que ocasionan
contracciones, provocan fisuración inmediata si el concreto todavía no tiene suficiente
resistencia en tracción para soportar estas tensiones o agrietamiento paulatino
en la medida que la repetición de estos cielos va fatigando el material.
A fines de
los años cuarenta se inventaron los aditivos incorporadores de aire, que
originan una estructura adicional de vacíos dentro del concreto que permiten
controlar y minimizar los efectos indicados.
El mecanismo
por el cual se desarrollan estas precisiones internas y su liberación con los
incorporadores de aire se explica en detalle en el Capítulo 12 en la parte
relativa a durabilidad ante el hielo y deshielo así como las recomendaciones en
cuando a los porcentajes sugeridos en cada caso, por lo que aquí sólo
trataremos sobre las características generales de este tipo de aditivos.
a) Líquido,
o en polvo soluble en agua
Constituidos
por sales obtenidas de resinas de madera, detergentes sintéticos sales
lignosulfonadas, sales de ácidos de petróleo, sales de materiales proteínicos,
ácidos grasosos y resinosos, sales orgánicas de hidrocarburos sulfonados etc.
Algunos 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 lubricante muy importante al reducirse
la fricción interna.
b) En
partículas sólidas
Consistentes
en materiales inorgánicos insolubles con una porosidad interna muy grande como
algunos plásticos, ladrillo molido, arcilla expandida, arcilla pizarrosa,
tierra diatomácea etc.
Estos
materiales se muelen a tamaños muy pequeños 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 más estables
ya que son inalterables al vibrado o al mezclado. No obstante, al ser su
obtención y uso más complicados desde el punto de vista logístico, de
fabricación y de transporte, los grandes fabricantes a nivel mundial han
desarrollado más los primeros.
ADITIVOS
REDUCTORES DE AGUA – PLASTIFICANTES.
Son
compuestos orgánicos e inorgánicos que permiten emplear menor agua de la que se
usaría en condiciones normales en el concreto, produciendo mejores
características de trabajabilidad y también de resistencia al reducirse la
Relación Agua/Cemento.
ADITIVOS
SUPERPLASTIFICANTES
Son
reductores de agua-plastificantes especiales en que el efecto aniónico se ha
multiplicado notablemente.
A nivel
mundial han significado un avance notable en la Tecnología del Concreto pues
han permitido el desarrollo de concretos de muy alta resistencia.
En la
actualidad existen los llamados de tercera generación, que cada vez introducen
mejoras adicionales en la modificación de las mezclas de concreto con
reducciones de agua que no se pensaba fueran posible de lograrse unos años
atrás. Se aplican diluidos en el agua de mezcla dentro del proceso de
dosificación y producción del concreto, pero también se pueden añadir a una
mezcla normal en el sitio de obra un momento antes del vaciado, produciendo
resultados impresionantes en cuanto a la modificación de la trabajabilidad.
ADITIVOS
IMPERMEABILIZANTES
Esta 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 permeabilidad al bajar la Relación Agua/Cemento y
disminuir los vacíos capilares.
Su uso está
orientado hacia obras hidráulicas donde se requiere optimizar la estanqueidad
de las estructuras.
ADITIVOS
RETARDADORES
Tienen como
objetivo incrementar el tiempo de endurecimiento normal del concreto, con miras
a disponer de un período de plasticidad mayor que facilite el proceso
constructivo.
Su uso
principal se amerita en los siguientes casos:
a) Vaciado
complicado y/o voluminoso, donde la secuencia de colocación del concreto
provocaría juntas frías si se emplean mezclas con fraguados normales.
b) Vaciados
en clima cálido, en que se incrementa la velocidad de endurecimiento de las
mezclas convencionales.
c) Bombeo de
concreto a largas distancias para prevenir atoros.
d)
Transporte de concreto en Mixers a largas distancias.
CURADORES
QUÍMICOS
Pese a que
no encajan dentro de la definición clásica de aditivos, pues no reaccionan con
el cemento, constituyen productos que se añaden en la superficie del concreto
vaciado para evitar la pérdida del agua y asegurar que exista la humedad
necesaria para el proceso de hidratación.
El principio
de acción consiste en crear una membrana impermeable sobre el concreto que
contrarreste la pérdida de agua por evaporación.
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
ALMACENAMIENTO DE ADITIVOS
VÍDEO
