aditivos para el cemento

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 especiales 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.

aditivos para el cemento

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