EL AGUA

El agua empleado en la preparacin y curado del concreto deber cumplir con los requisitos de la Norma ITINTECB B334.088, y ser de preferencia, potable.

Est prohibido elempleo de agua cidas, calcreas, minerales, carbonatadas, aguas provenientes de minas o relaves, aguas que contengan residuos minerales o industriales, aguas con un contenido de sulfatos mayor del 1%, aguas que contengan algas, materia orgnica, humus o descargas de desages, aguas que contengan azucares o sus derivados.

Igualmente est prohibido el empleo de aquellas aguas que contengan porcentajes significativos de sales de sodio o de potasio disueltas, en todos aquellos casos en que la reaccin lcali agregado es posible.

Podr utilizarse aguas naturales

CONCEPTOS GENERALES enrique rivva lopez naturaleza y materiales del concreto.El agua presente en la mezcla de concreto reacciona qumicamente con elmaterial cementante para lograr:a. La formacin de gelb. Permitir que el conjunto de la masa adquiera las propiedades que:- En estado no endurecido faciliten una adecuada manipulacin y colocacinde la misma; y- En estadoendurecido la conviertan en un producto de las propiedades y caractersticas deseadas.Como requisito de carcter general y sin que ello implique la realizacin de ensayos que permitan verificar su calidad, Se podr emplear como aguas de mezclado aquellasque se consideren potables, o las que por experiencia se conozcan que pueden ser utilizadas en la preparacin del concreto.Debe recordarse que no todas las aguas que son adecuadas para beber son convenientes para el mezclado y que, igualmente, no todas las aguas inadecuadas para beber son inconvenientes para preparar concreto. En general, dentro de las limitaciones que en las diferentes secciones se han de dar, el agua de mezclado deber estar libre de sustancias colorantes, aceites y azcares.Adicionalmente, el agua empleada no deber contener sustancias que puedan producir efectos desfavorables sobre el fraguado, la resistencia o durabilidad, apariencia del concreto, o sobre los elementos metlicos embebidos en ste.Previamente a su empleo, ser necesario investigar y asegurarse que la fuente de provisin no est sometida a influencias que puedan modificar su composicin y caractersticas con respecto a las conocidas que permitieron su empleo con resultados satisfactorios.2. REQUISITOS DE CALIDADElagua que a de ser empleada en la preparacin del concreto deber cumplir con los requisitos de la Norma NTP 339.088 y ser, de preferencia, potable.No existen criterios uniformes en cuanto a los lmites permisibles para las sales y sustancias presentes enel agua que va a emplearse. A continuacin se presenta, en partes por milln, los valores aceptados como mximos para el agua utilizada en el concreto.

Cloruros .................................. 300 ppm.Sulfatos ................................... 300 ppm.Sales de magnesio .................150 ppm.Sales solubles totales ............. 500 ppm.pH ............................................ mayor de 7Slidos en suspensin ............ 1,500 ppm.Materia orgnica ..................... 10 ppm.La Norma Peruana NTP 339.088 considera aptas para la preparacin y curado del concreto, aquellas aguas cuyas propiedades y contenidos de sustancias disueltas estn comprendidos dentro de los siguientes lmites:a. El contenido mximo de materia orgnica, expresada en oxgeno consumido, ser de 3 mg/l (3ppm)b. El contenido de residuo insoluble no ser mayor de 5 gr/l (5000 ppm)c. El pH estar comprendido entre 5.5 y 8.0d. El contenido de sulfatos, expresado como ion SO4, ser menor de 0,6 gr/ l (600) ppme. El contenido de cloruros, expresado como ion Cl, ser menor de 1 gr/l (1000 ppm)f. El contenido de carbonatos y bicarbonatos alcalinos (alcalinidad total) expresada en NaHCO3, ser menorde 1 gr/l (1000 ppm)g. Si la variacin de color es un requisito que se desea controlar, el contenido mximo de fierro, expresado en ion frrico, ser de 1 ppm.El agua deber estar libre de azcares o sus derivados. Igualmente lo estar de sales de potasio o de sodio.Si se utiliza aguas no potables, la calidad del agua, determinada por anlisis de Laboratorio, deber ser aprobada por la Supervisin. La seleccin de las proporciones de la mezcla de concreto se basar en resultados en los que se ha utilizado en la preparacin del concreto agua de la fuente elegida.3. UTILIZACION DE AGUAS NO POTABLESCuando el agua a ser utilizada no cumpla con uno o varios de los requisitos indicados en la Seccin 2 , se deber realizar ensayos comparativosempleando el agua en estudio y agua destilada o potable, manteniendo similitud de materiales y procedimientos. Dichos ensayos se realizarn, de preferencia, con el mismo cemento que ser usado. Dichos ensayos incluirn la determinacindel tiempo de fraguado de las pastas y la resistencia a la compresin de morteros a edades de 7 y 28 das.

El tiempo de fraguado no es necesariamente un ensayo satisfactorio para establecer la calidad del agua empleada ni los efectos de la misma sobre el concreto endurecido.Sin embargo, la Norma NTP 339.084 acepta que los tiempos de fraguado inicial y final de la pasta preparada con el agua en estudio podrn ser hasta 25% mayores o menores, respectivamente, que los correspondientes a las pastas que contienen el agua de referencia.Los morteros preparados con el agua en estudio y ensayados de acuerdo a las recomendaciones de la Norma ASTM C 109 deben dar, a los 7 y 28 das, resistencias a la compresin no menores del 90% de la de muestras similares preparadas con agua potable.Es recomendable continuar los estudios a edades posteriores para certificar que no se presentan reducciones de la resistencia.Cuando la concentracin de sales, especialmente cloruros, exceda los limites indicados en estas recomendaciones, se efectuarn ensayos de resistencia a la compresin a edades de 180 y 365 das. No se permitir en concretos preforzados el empleo de aguas que superen los lmites de sales especificados.Ni el olor ni el sabor son ndices de la calidad del agua. Tampoco lo son losresultados de los ensayos de estabilidad de volumen.Podra utilizarse, previa autorizacin de la Supervisin, aguas no potables si, adems de cumplir los requisitos anteriores se tiene que:a. Las impurezas presentes en el agua no alteran el tiempo defraguado, la resistencia, durabilidad, o estabilidad de volumen del concreto; ni causan eflorescencias, ni procesos corrosivos en el acero de refuerzo.b. El agua es limpia y libre de cantidades perjudiciales de aceites, cidos, lcalis, sales,materia orgnica, o sustancias que pueden ser dainas al concreto, acero de refuerzo, acabados o elementos embebidos.c. La seleccin de las proporciones de la mezcla se basar en los resultados de ensayos de resistencia en compresin de concretos en cuya preparacin se ha utilizado agua de la fuente elegida.Sobre la base de lo indicado en los acpites anteriores se ha determinado que algunas aguas aparentemente inconvenientes no dan necesariamente un efecto daino en el concreto. De acuerdo a los criterios expresados y previa realizacin de los ensayos correspondientes, las siguientes aguas podran ser utilizadas en la preparacin del concreto:a. Aguas de pantano y cinaga, siempre que la tubera de toma est instalada de manera tal que queden porlo menos 60 cm de agua por debajo de ella, debiendo estar la entrada de una rejilla o dispositivo que impida el ingreso de pasto, races, fango, barro o materia slida.b. Agua de arroyos y lagos.c. Aguas con concentracin mxima de 0.1% de SO4d. Agua de mar, dentro de las limitaciones que en la seccin correspondiente se indican.e. Aguas alcalinas con un porcentaje mximo de 0.15% de sulfatos o cloruros.4. AGUAS PROHIBIDASEst prohibido emplear en la preparacin del concreto:a. Aguas cidasb. Aguas calcreas; minerales; carbonatadas; o naturalesc. Aguas provenientes de minas o relavesd. Aguas que contengan residuos industrialese. Aguas con un contenido de cloruro de sodio mayor del 3%; o un contenido de sulfato mayor del 1%.f. Aguas que contengan algas; materia orgnica; humus; partculas de carbn; turba; azufre; o descargas de desages.g. Aguas que contengan cido hmico u otros cidos orgnicos.h. Aguas que contengan azucares o sus derivados.i. Aguas con porcentajes significativos de sales de sodio o potasio disueltos, en especial en todos aquellos casos en que es posible la reaccin lcali- agregado.5. LIMITACIONESLas sales u otras sustancias dainas que puedan estar presentes enlosagregados y/o aditivos, debern sumarse a la cantidad que pudiera aportar elagua de mezclado a fin de evaluar el total de sustancias inconvenientes quepueden ser dainas al concreto, el acero de refuerzo, o los elementos metlicosembebidos.El aguaempleada en la preparacin del concreto para elementos presforzados,o en concretos que tengan embebidos elementos de aluminio o de fierrogalvanizado, incluyendo la porcin del agua de la mezcla con la que contribuyenla humedad libre del agregado o lassoluciones de aditivos, no deber contenercantidades de ion cloruro mayores del 0.6% en peso del cemento.La suma total de las cantidades de ion cloruro presentes en el agua, agregadosy aditivos, no deber nunca exceder, expresada en porcentajes en pesodelcemento, de los porcentajes indicados a continuacin:Concreto presforzado ................................................................... 0.06%- Concreto armado que tenga elementos de aluminioo fierro galvanizado embebidos ................................................... 0,06%- Concreto armado expuesto a la accin de cloruros .................... 0,10%- Concreto armado no protegido que puede estar sometidoa un ambiente hmedo pero no expuesto a cloruros .................. 0,15%- Concreto armado que deber estar seco o protegidode la humedad durante su vida por medio de unrecubrimiento impermeable ......................................................... 0,80%6. AGUA DE MAREn algunos casos muy excepcionales puede ser necesario utilizar agua de maren la preparacin del concreto. En estos casos debe conocerse el contenido desales solubles, as como que para una misma concentracin los efectos difierensu hay un contacto duradero,con renovacin o no del agresivo, o si se trata deuna infiltracin.Debe recordarse que mucho menor intensidad tiene el ataque del agua de maral concreto si se trata de un contacto sin renovacin ya que el agente activo seagota y su accin se modificapor la presencia de nuevos productos formadospor la reaccin, caso en que la reaccin tiende a anularse.El agua de mar slo podra utilizarse como agua de mezclado en la preparacindel concreto con autorizacin previa escrita del Proyectista y la Supervisin, lamisma que debe de figurar en el Cuaderno de Obras. Est prohibido su uso enlos siguientes casos:- Concreto presforzado- Concretos cuya resistencia a la compresin a los 28 das sea mayor de175 kg/cm2- Concretos con elementos embebidos de fierro galvanizado o de aluminio- Concretos preparados con cementos de alto contenido de xido dealmina; o con un contenido de C3A mayor del 5%- Concretos con acabado superficial de importancia.- Concretos expuestos o concretos cara vista.- Concretos masivos.- Concretos colocados en climas clidos.- Concretos expuestos a la brisa marina.- Concretos con agregados reactivos.- Concretos en los que se utiliza cementos aluminosos.En la utilizacin del agua de mar como agua de mezclado se debe recordarque:a. No hay evidencias de fallas de estructuras de concreto simple preparadascon agua de mar.b. La utilizacin del agua de mar en la preparacin del concreto no producevariacin en el asentamiento; obtenimdose para cualquier dosificacinla misma trabajabilidad que se consigue empleando agus potable.c. Puede presentarse una aceleracin en el fraguado y endurecimiento inicialde la mezcla.d.La resistencia a la traccin y compresin en morteros preparados, esmayor durante los primeros das, en relacin a los morteros preparadoscon agua potable.e. Su empleo disminuye la resistencia a la compresin a los 28 dasaproximadamente en un 12%. A los tres das pueden presentarse valoresdel 124% al 137%, tendiendo la resistencia a igualarse a los siete das ala de los concretos preparados con agua potable.f. A partir de los 7 das la resistencia de los concretos preparados con aguade mar tiende a disminuir, obtenindose a los 28 das una resistencia a latraccin del 93% y a la compresin del orden del 94%, respecto a losconcretos preparados con agua potable.g. El efecto delempleo del agua de mar como agua de mezclado sobre laresistencia final del concreto, puede compensarse diseando la mezclapara una resistencia promedio del 110% de aquella que se desea alcanzara los 28 das.h. La presencia delagua de mar puede provocar corrosin del acero derefuerzo y elementos metlicos embebidos por lo que el recubrimiento deestos debe ser no menor de 70 mm.i. El concreto debe ser bien compactado, buscando la maxima densidad ylamenor porosidad a fin de impedir reacciones de las sales existentes,asegurando una durabilidad aceptable y satisfactoria.j. La utilizacin de agua de mar como agua de mezclado permite, alincrementar las resistencias iniciales y favorecer el endurecimiento rpidodel concreto, un desencofrado o una puesta en servicio ms rpidos msrpidok. Puede provocar eflorescencias.Si el agua de mar se emplea como agua de mezclado es recomendable que elcemento tenga un contenido mximo del 5% de aluminato triclcico (C3A) y lamezcla tenga un contenido mnimo de cemento de 350 kg/m3; una relacinagua-cemento mxima de 0.5; consistencia plstica; y un recubrimiento al acerode refuerzo no menor de 70 mm.Se debe tener cuidado,cuando se usa agua de mar para la mezcla, de aseguraruna densidad muy alta logrndola con un concreto bien compactado, para uncontenido bajo pero que permita una adecuada trabajabilidad.Finalmente cabe indicar que ciertas especificaciones y cdigos no permiten su empleo, y otras la restringen. En la mayora no se hace mencin a sus efectos.As:a. Las especificaciones alemanas permiten el uso de toda agua, exceptocuando se emplea cemento aluminoso, y el agua no contiene ms del 3%como suma de los contenidos de sodio y magnesio.b. El ACI en la recomendacin 318 no da especificaciones referentes alempleo del agua de mar como tal.c. Igualmente, dentro de las limitaciones indicadas, la Portland Cement As-sociation, permite el empleo del agua de mar tanto en concreto simplecomo en concreto armado.d. El Cdigo Britnico permite el empleo del agua de mar en concreto simple,no as en concreto armado, excepto donde la eflorescencia esinconveniente.e. El Cdigo Ruso prohibe el empleo del agua de mar en estructurasmartmas reforzadas en zonas de clima caliente, debido al peligro decorrosin y eflorescencia, el empleo de agua de mar en regiones de otrosclimas no esobjetado.7. REQUISITOS DEL COMITE 318 DEL ACILa publicacin 318-99 del American Concrete Institute Building Code Require-ments for Structural Concrete, en su Captulo 3, acpite 3.4, fija cuatro requisitospara el agua de mezclado:3.4.1.- El aguaempleada en el mezclado del concreto deber estar limpia ylibre de cantidades peligrosas de aceites, lcalis, cidos, sales, materia orgnica,u otras sustancias peligrosas para el concreto o el refuerzo.3.4.2.- El agua de mezclado para concretopremezclado o para concreto quedeber contener elementos de aluminio embebidos, includa la porcin del aguade mezclado que es contribuda en forma de agua libre sobre el agregado, nodeber contener cantidades peligrosas de ion cloruro.3.4.3.- No deber emplearse en el concreto aguas no potables, salvo que lassiguientes condiciones sean satisfechas:3.4.3.1.- La seleccin de las proporciones del concreto deber basarse enmezclas de concreto en las que se ha empleado agua de la misma fuente.3.4.3.1.-Los cubos de ensayo de morteros preparados con aguas de mezcladono potables debern tener a los 7 y 28 das resistencias iguales a por lo menosel 90% de la resistencia de especmenes similares preparados con agua po-table. Los ensayos de comparacin deresistencia debern ser preparados conmorteros, idnticos con excepcin del agua de mezclado, preparados y ensayados de acuerdo con la Norma ASTM C 109 Test Method for Compres-sive Strength of Hydraulic Cement Mortar (Empleando especimenes cbicosde 2 50 mm).Estas recomendaciones del Comit ACI 318, merecen del mismo las siguientesobservaciones:R3.4.1.- Casi todas las aguas naturales que son bebibles (potables) y que notienen olor o sabor pronunciados, son satisfactorias son satisfactorias paraserempleadas como aguas de mezclado en la preparacin del concreto. Lasimpurezas, cuando son excesivas pueden afectar no slo el tiempo de fraguado,la resistencia del concreto, y la estabilidad de volumen (cambios de longitud,sino que tambin pueden causar eflorescencias o corrosin del refuerzo. Cuandoello sea posible, las aguas con altas concentraciones de slidos disueltos debernser evitadas.Las sales u otras sustancias peligrosas, con las que contribuyen los agregadoso aditivos, deben ser aadidas al volumen que puede ser contenido en el aguade mezclado. Estos volmenes adicionales deben ser considerados en laevaluacin de la aceptacin de las impurezas totales que pueden ser peligrosaspara el concreto o acero.8. ALMACENAMIENTOEl agua aemplearse en la preparacin del concreto se almacenar, depreferencia, en tanques metlicos o silos. Se tomarn las precauciones queeviten su contaminacin. No es recomendable almacenar el agua de mar entanques metlicos.9. MUESTREOEl muestreo delagua de mezclado se efectuar de acuerdo en lo indicado en laNorma NTP 339,070 ASTM D 75. Se tendr en consideracin que:a. La Supervisin determinar la frecuencia de la toma de muestras.b. Las muestras remitidas al Laboratorio sern representativas del aguatal como ser empleada. Se deber tener presente que una sola muestrade agua puede no ser representativa si existen variaciones de composicinen funcin del tiempo como consecuencia de las variaciones climticas uotros motivos.c. Si se duda de la representatividad de a muestra, se debern tomarmuestras perodicas a distintas edades y das o, eventualmente, a la mismahora en distintos lugares. Igualmente cuando se presume que puede habervariado la composicin del agua.d. Cada muestra tendr un volumen minimo de cinco litros. Las muestrasse envasarn en recipientes cilndricos de plstico o vidrio incoloro,perfectamente limpios. El cierre ser hermtico. Los recipientes sernadecuadamente embalados y acondicionados para evitar su rotura.10. ENSAYOEl agua se ensayar de acuerdo a lo indicado en la Norma NTP 339.088. Iniciadoel proceso de construccin no son necesarios nuevos ensayos a intervalosregulares salvo que:a. Las fuentes de suministro sean suceptibles de experimentar variacionesapreciables entre la estacin seca y la hmeda.b. Exista la posibilidad que el agua de la fuente de abastecimiento puedahaber sido contaminada con un volumenexcesivo de materiales ensuspensin debido a una crecida anormal; oc. El flujo de agua disminuya al punto que la concentracin de sales o mate-ria orgnica en el agua pueda ser excesiva.Para el ensayo del agua se tendrn en consideracinlas siguientes Normas:- NTP 339.070 Toma de muestras de agua para la preparacin y curadode morteros y concretos de cemento portland.- NTP 339.071 Ensayo para determinar el residuo slido y el contenidode materia orgnica de las aguas usadas para elaborarmorteros y concretos.- NTP 339.072 Mtodo de ensayo para determinar por oxidabilidad elcontenido de materia orgnica en lasaguas usadas paraelaborar morteros y concretos.- NTP 339.073 Mtodo de ensayo para determinar el pH de las aguaspara elaborar morteros y concretos.- NTP 339.074 Mtodo de ensayo paradeterminar el contenido desulfatos en las aguas usadas en la elaboracin deconcretos y morteros.- NTP 339.075 Mtodo de ensayo para determinar el contenido de hierroen las aguas usadas en la elaboracin de hormigones ymorteros.- NTP 339.076 Mtodo de ensayo para determinar el contenido decloruros en las agua usadas en la elaboracin deconcretos y morteros.

ADITIVOS Y ADICIONES

1. DEFINICIONUn aditivo es definido, tanto por el Comit 116R del American Concrete Insti-tute como por la Norma ASTM C 125, como un material que no siendo agua,agregado, cemento hidrulico, o fibra derefuerzo, es empleado como uningrediente del mortero o concreto, y es aadido a la tanda inmediatamenteantes o durante su mezclado.Los aditivos son materiales utilizados como componentes del concreto o elmortero, los cuales se aaden a stos durante el mezclado a fin de:a) Modificar una o algunas de sus propiedades, a fin de permitir que seanms adecuados al trabajo que se est efectuando;b) Facilitar su colocacinc) Reducir los costos de operacinEn la decisin sobre el empleode aditivos debe considerarse en que casos:a) Su utilizacin puede ser la nica alternativa para lograr los resultadosdeseados.b) Los objetivos deseados pueden lograrse, con mayor economa y mejoresresultados, por cambios en la composicin o proporciones de la mezcla.2. CONDICIONES DE EMPLEOLos aditivos utilizados debern cumplir con los requisitos de las Normas ASTMo ITINTEC correspondientes.Su empleo deber estar indicado en las especificaciones del proyecto, o seraprobado por la Supervisin.El empleo de aditivos incorporadores de aire es obligatorio en concretos que,en cualquier etapa de su vida, pueden estar expuestos a temperaturas ambientemenores de 0C. En otros casos, el empleo de estos aditivos slo es obligatoriocuando puede ser la nica alternativa para lograr los resultados deseados.El empleo de aditivos no autoriza a disminuir el contenido de cementoseleccionado para la unidad cbica de concreto.3. RAZONES DE EMPLEOEntre las principales razones de empleo deaditivos, para modificar laspropiedades del concreto no endurecido, se puede mencionar:a) Reduccin en el contenido de agua de la mezcla;b) Incremento en la trabajabilidad sin modificacin del contenido de agua; odisminucin delcontenido de agua sin modificacin de la trabajabilidad;c) Reduccin, incremento o control del asentamiento;d) Aceleracin o retardo del tiempo de fraguado inicial;e) Modificacin de la velocidad y/o magnitud de la exudacin;f) Reduccin o prevencin de la segregacin; o desarrollo de una ligeraexpansin;g) Mejora en la facilidad de colocacin y/o bombeo de las mezclas.Entre las principales razones de empleo de los aditivos para modificar las propie-dades de los concretos,morteros o lechada endurecidos se puede mencionar:a) Retardo en el desarrollo del calor de hidratacin o reduccin en la magnitudde ste durante el endurecimiento inicial;b) Aceleracin en la velocidad de desarrollo de la resistencia inicial y/o finaldel concreto y en el incremento de la misma;c) Incremento en la durabilidad, incluyendo su resistencia a condicionesseveras de exposicin;d) Disminucin de la permeabilidad del concreto;e) Control de la expansin debida a la reaccin lcali-agregados;f) Incremento en las adherencias acero-concreto; y concreto antiguo-con-creto fresco;g) Incremento en las resistencias al impacto y/o la abrasin;h) Control de la corrosin de los elementos metlicos embebidos en el con-creto;i) Produccin de concretos o morteros celulares;j) Produccin de concretos o morteros coloreados.4. CONSIDERACIONES EN EL EMPLEO DE ADITIVOSLos aditivos deben cumplir con los requisitos de las Normas seleccionadas ylas especificaciones de obra, debiendo prestarse especial atencin a lasrecomendaciones del fabricante y/o distribuidor del aditivo.Las siguientes Normas ASTM cubren los tipos o clases de aditivos de usocorriente:- Aditivosincorporadores de aire ...................................... ASTM C 260- Aditivos reductores de agua y controladores de fragua ...... ASTM C 494- Cloruro de Calcio .............................................................. ASTM D 98- Aditivos a ser empleados en la produccin de concretosmuy sueltos ................................................................... ASTM C 1017Los aditivos deben emplearse despus de una evaluacin de sus efectos enmezclas preparadas con los materiales a ser utilizados bajo condiciones similaresa las de obra. Esta evaluacin es especialmente importante en los siguientes casos:a) El aditivo no ha sido previamente empleado con la combinacin de mate-riales a ser empleados en obra.b) Se especifica tipos especiales de cemento y/o se ha de emplear ms deun tipo de aditivo.c) Los procesos de mezcla y colocacin del concreto se han de efectuar atemperaturas que estn fuera del rango de temperaturas de concretadonormalmente utilizadas.En aquellos casos en que es necesario emplear aditivos, el Ingeniero deberecordar lo siguiente:a) En determinados casos podra ser ms conveniente variar el tipo o marcade cemento; la cantidad del mismo; la granulometra del agregado o lasproporciones de la mezcla;b) Muchos aditivos afectan a ms de una propiedad del concreto, pudiendoincidir adversamente sobre una deseable;c) El efecto deseado por la incorporacin de un aditivo puede ser modificadosignificativamente por factores tales como el contenido de cemento y aguade la mezcla; por el tipo y granulometra del agregado; y por la forma ytiempo del proceso de mezclado.Los aditivos que modifican las propiedadesdel concreto fresco pueden originarproblemas si producen rigidizacin demasiado rpida de la pasta o prolongacinexcesiva del tiempo de fraguado. Debe estudiarse las causas recordndoseque la rigidizacin temprana de la pasta puede deberse a cambios enla velocidadde reaccin entre el silicato triclcico y la fase sulfato; y que un retardo indebidopuede tener su causa en una sobredosis de aditivos o una disminucin de latemperatura ambiente con el consecuente retardo en la hidratacin de lossilicatos clcicos.Otro aspecto a ser considerado es el lmite en la cantidad de cloruro de calcioque es permitida en la unidad cbica de concreto al momento de la preparacin.Tales lmites estn indicados en las recomendaciones ACI 318, 201, 222, 226 yen la Norma Tcnica Peruana E-060 Ello obliga a conocer el contenido de ioncloruro del aditivo seleccionado y considerar aditivos o procedimientosalternativos.Generalmente estos lmites se expresan como un porcentaje mximo de ioncloruro en peso del cemento.Algunas veces, sin embargo se expresa el incloruro en peso del concreto, y otras como in cloruro soluble en agua porpeso unitario del cemento o concreto.Independientemente de como se exprese el lmite, es obvio que para evaluarla posibilidad que empleando un aditivo determinado pueda ponerse en riesgoel comportamiento del concreto cuya especificacin indica tal lmite, es necesarioconocer el contenido del aditivo que se est escogiendo, expresado en trminosequivalentes a aquellos en los que se da el lmite en las especificaciones.Si empleando la informacin disponible sobre el aditivo y el dosaje propuestose llega a la conclusin que los requisitos de las especificaciones debern serexcedidos, deber considerarse aditivos o procedimientos alternativos a fin degarantizar que se han de lograr los resultados deseados.Aunque las especificaciones estn referidas principalmente a la influencia deladitivo sobre las propiedades del concreto, deben considerarse otros aspectosdel proyecto. Entreellos se incluye trabajabilidad; cualidades para el bombeo,colocacin y acabado; desarrollo de resistencias tempranas; reuso de encofrados;apariencia de superficies terminadas, etc. Estas consideraciones adicionales amenudo son de gran importancia cuando se va a determinar el aditivo y eldosaje del mismo.Finalmente se debe tener en consideracin que el continuo incremento en loscostos de los materiales, as como el creciente desarrollo de nuevos y mejoresaditivos, obligan a una permanente evaluacinen lo que se refiere a los beneficiosde su empleo.

5. CONSIDERACIONES ECONOMICASLa determinacin del mayor costo del concreto debido al empleo de aditivosdeber basarse en los resultados obtenidos en concretos preparados en condicio-nes similaresa aquellas que se espera en obra. Este estudio es fundamentalcuando las caractersticas del concreto y los resultados obtenidos estn directa-mente relacionados con:a) Las propiedades de los materiales empleados en la mezcla,b) Sus proporcionesrelativas en sta,c) La temperatura y humedad relativas ambientes, yd) Las condiciones de curado.Al evaluar la posibilidad de emplear un aditivo determinado debe considerarsesu efecto sobre el volumen de la tanda; as como las posibles modificacionesen el rendimiento, a fin de poder determinar las causas reales de la variacin delas propiedades y el costo de dicha variacin.Si el empleo de un aditivo produce cambios en la cantidad o caractersticas delos materiales empleados en la preparacin del concreto, ste efecto debe ser considerado cuando se evala la accin del aditivo, los beneficios resultantes, ylos mayores costos debidos a su empleo.Adicionalmente, en todo anlisis econmico del empleo de un aditivo se debeconsiderar:a) El costo de utilizar un ingrediente extra y el efecto de ello sobre los costosde puesta en obra del concreto;b) Los efectos econmicos del aditivo sobre la trabajabilidad y consistenciadel concreto; as como sobre la magnitud y velocidad de ganancia deresistencia;c) La posibilidad de emplear procedimientos menos costosos, o diseosms avanzados;d) Todos aquellos aspectos que puedan justificar el mayor costo del con-creto debido al empleo del aditivo.6.CLASIFICACIONUna clasificacin de aditivos en funcin de sus efectos no es fcil debido a queellos pueden ser clasificados genricamente o con relacin a los efectoscaractersticos derivados de su empleo; pueden modificar ms de una propiedaddel concreto; as como a que los diversos productos existentes en el mercadono cumplen las mismas especificaciones.En la clasificacin debe considerarse que las mltiples posibilidades derivadasdel empleo de aditivos; el constante desarrollo de materiales nuevos omodificaciones de los ya conocidos; y la variacin de los efectos con los diferentesmateriales integrantes del concreto, son factores que impiden presentar unaclasificacin demasiado extensa.Adicionalmente debe indicarse que los aditivos comerciales pueden conteneren su composicin materiales los cuales, separadamente podran ser includosen dos o ms grupos, o podran ser cubiertos por dos o ms Normas ASTM orecomendaciones ACI.En las clasificaciones que a continuacin se presentan, aquellosaditivos queposeen propiedades identificables con ms de un grupo son considerados enaquel que identifica a sus efectos ms importantes.De acuerdo a la Norma ASTM C 494, los aditivos se clasifican en:. TIPO A .. Reductores de agua.. TIPO B .. Retardadores de fragua.. TIPO C .. Acelerantes.. TIPO D .. Reductores de agua-retardadores de fragua.. TIPO E .. Reductores de agua-acelerantes.. TIPO F .. Super Reductores de Agua.. TIPO G.. Super Reductores de agua-Acelerantes.Existen otros tipos de clasificaciones de aditivos de acuerdo a los efectos desu empleo o a los tipos de materiales constituyentes. La Recomendacin ACI212 clasifica a los aditivos en los siguientes grupos:a) ACELERANTES,los cuales tienen por finalidad incrementar significati-vamente al desarrollo inicial de resistencia en compresin y/o acortar eltiempo de fraguado. Debern cumplir con los requisitos de las NormasASTM C 494 C 1017, o de las NormasNTP 339.086 339.087b) INCORPORADORES DE AIRE, los cuales tienen por objetivo mejorar elcomportamiento del concreto frente a los procesos de congelacin ydeshielo que se producen en sus poros capilares cuando l est saturadoy sometido a temperaturas bajo OC. Estos aditivos debern cumplir conlos requisitos de la Norma NTP 339.086 de la Norma ASTM C 260c) REDUCTORES DE AGUA Y REGULADORES DE FRAGUA, los cualestienen por finalidad reducir los requisitos de agua dela mezcla o modificarlas condiciones de fraguado de la misma, o ambas. Debern cumplir conlos requistos de las Normas NTP 339.086 339.087, o de las NormasASTM C 494 C 1017d) ADITIVOS MINERALES, ya sean cementantes o puzolnicos, los cualestienen por finalidad mejorar el comportamiento al estado fresco de mez-clas deficientes en partculas muy finas y, en algunos casos, incrementarla resistencia final del concreto. Las puzolanas y las cenizas deberncumplir con los requisitos de la Norma ASTM C 618. Las escorias dealto horno finamente molidas y las microslices debern cumplir con losrequisitos de la Norma ASTM C 989. A los aditivos de este grupo en laactualidad se les consideracomo adiciones.e) GENERADORES DE GAS, los cuales tienen por finalidad controlar losprocesos de exudacin y asentamiento mediante la liberacin de burbujasde gas en la mezcla fresca.f) ADITIVOS PARA INYECCIONES, los cuales tienen por finalidad retardarel tiempo de fraguado en cimentaciones especiales en las que las distan-cias de bombeo son muy grandes.g) PRODUCTORES DE EXPANSION, los cuales tienen por finalidad minimizarlos efectos adversos de la contraccin por secado del concreto.h) LIGANTES, los cuales tienen por nica finalidad incrementar las propiedadesligantes de mezclas mediante la emulsin de un polmero orgnico.i) AYUDAS PARA BOMBEO, las cuales tienen por finalidad mejorar lafacilidad de bombeo del concreto por incremento de la viscosidad delagua de la mezcla.j) COLORANTES, los cuales tienen por finalidad producir en el concreto elcolor deseado sin afectar las propiedades de la mezcla.k) FLOCULANTES, los cuales tienen por finalidadincrementar la velocidadde exudacin y disminuir el volumen de sta, al mismo tiempo que reducenel flujo e incrementan la cohesividad y rigidizacin inicial de la mezcla.l) FUNGICIDAS; INSECTICIDAS Y GERMICIDAS, los cuales tienen porfinalidadinhibir o controlar el crecimiento de bacterias y hongos en pisosy paredes.m) IMPERMEABILIZANTES, los cuales tienen por finalidad contribuir acontrolar las filtraciones a travs de las grietas, reduciendo la penetracindel agua, en un concretono saturado, desde el lado hmedo al lado seco.n) REDUCTORES DE PERMEABILIDAD, los cuales tienen por finalidadreducir la velocidad con la cual el agua puede circular a travs de unelemento de concreto saturado, bajo una gradiente hidrulicamantenidaexternamente.0) CONTROLADORES DE LA REACCION ALCALI-AGREGADO, los cualestienen por finalidad reducir, evitar o controlar la reaccin entre los lcalisdel cemento y elementos que puedan estar presentes en los agregadosreactivos.p)INHIBIDORES DE LA CORROSION, los cuales tienen por finalidadinhibir, retardar o reducir la corrosin del acero de refuerzo y elementosmetlicos embebidos en el concreto.q) SUPERPLASTIFICANTES, tambin conocidos como aditivos reductoresde aguade alto rango, los cuales tienen por finalidad reducir en formaimportante el contenido de agua del concreto manteniendo unaconsistencia dada y sin producir efectos indeseables sobre el fraguado.Igualmente se emplean para incrementar el asentamiento sin necesidadde aumentar el contenido de agua de la mezcla.7. PRECAUCIONES EN EL EMPLEO DE ADITIVOSEl empleo de aditivos est sujeto a lo indicado en las especificaciones delproyecto o a la aprobacin previa de la Supervisin. Su empleo noautoriza adisminuir el contenido de cementante de la mezcla. Los aditivos empleadosdebern cumplir con los requisitos de la Norma NTP 339.086 o de las NormasASTM indicadas.Los aditivos empleados en obra debern ser del mismo tipo, marca, composicin,concentracin y commportamiento que los utilizados para la seleccin de lasproporciones de la mezcla. Los aditivos debern cumplir con los requisitos delas especificaciones de obra y de la Norma correspondiente, debindoseobservar las recomendaciones del fabricante.Los aditivos debern emplearse unicamente despus de evaluar sus efectos,bajo condiciones similares a las de obra, en mezclas preparadas con losmateriales a ser utilizados. Esta evaluacin es especialmente importante si seespecifica tiposespeciales de cemento, se emplea ms de un aditivo, o losprocesos de puesta en obra son efectuados en zonas de altas o bajastemperaturas ambiente.El tipo y marca de aditivo elegido se mantendrn durante todo el proyecto.Corresponde al Contratista demostrar a la Supervisin que los aditivos seleccio-nados permiten obtener las propiedades requeridas, siendo ellos capaces demantener la calidad, composicin y comportamiento del concreto en toda laobra.Los aditivos empleados en forma de solucin no estable o suspensin debernser incorporados a la mezcla empleando equipo dispersante a fin de garantizaruna adecuada distribucin. La Supervisin aprobar el procedimiento deincorporacin seleccionado.Siempre que se emplee aditivos, el Proyectista y elContratista debern recordarque:a) En determinados casos puede ser ms conveniente variar el tipo o marcade cemento, la cantidad del mismo, la granulometra del agregado, o lasproporciones de la mezcla;b) Algunos aditivos tienenefecto sobre ms de una propiedad del concreto,pudiendo actuar adversamente sobre una deseable.c) El efecto de un aditivo puede ser modificado por los contenidos de cementoy agua de la mezcla; el tipo y la granulometra del agregado; yla forma ytiempo de mezclado.Los aditivos que modifican las propiedades del concreto fresco pueden originarproblemas si producen rigidizacin demasiado rpida o prolongacin excesivadel tiempo de fraguado. Siempre deben verificarse estos aspectos medianteensayos previos.En el empleo de aditivos siempre debe considerarse el lmite mximo de ioncloruro permitido por la unidad cbica de concreto, expresado como porcentajede ion cloruro en peso del cemento, el cual no exceder los valores indicadosen la Norma Tcnica E.060, o en la Recomendacin ACI 318.Los cloruros de calcio o de sodio, o los aditivos que contengan cloruros que nosean impurezas de los componentes del aditivo, no debern emplearse en:a) Concreto presforzado o postensado.b) Concreto con elementos embebidos de aluminio o fierro galvanizado.c) Concretos colocados en encofrados de metal galvanizado.d) Concretos masivos; ye) Concretos colocados en zonas de clima clido.La evaluacin del costo del concreto debido al empleo de un aditivo dado, debebasarse en los resultados obtenidos en mezclas de caractersticas determinadas,preparadas bajo condiciones similares a aquellas que se espera en obra. Elloes especialmente importante cuando las propiedades del concreto y losresultados obtenidos estn directamente influenciados por las caractersticasdel cemento y agregados, sus proporciones en la mezcla, as como por latemperatura y humedad ambiente, as como por el tipo y condiciones de curado.8. RESPONSABILIDAD DEL CONTRATISTAEl Contratista deber demostrar a la Supervisin que con los aditivosseleccionados se podr:a) Obtener un concreto de las propiedades requeridas; yb) Mantener la calidad, composicin, y comportamiento del concreto du-rante todo el proceso de puesta en obra.El Contratista deber entregar a la Supervisin informacin sobre:a) La composicin qumica del aditivo;b) La dosificacin recomendada y los efectos de las variaciones de la misma;c) El contenido de cloruros expresado como porcentaje en peso del ion cloruro:d) Las recomendaciones del fabricante, especialmente si se empleaincorporadores de aire.El Contratista no est autorizado a reducir el contenido de cemento de la unidadcbica de concreto si emplea aditivos, salvo autorizacin escrita de laSupervisin.9. SELECCION DEL PORCENTAJE DE ADITIVOEn la seleccin de la cantidad de aditivo que debe ser empleada por unidadcbica de concreto, se deber tener en consideracin:a) Lasrecomendaciones del fabricante;b) Las propiedades que se desea obtener;c) Las caractersticas de los materiales de la mezcla;d) El procedimiento de puesta en obra del concreto as como las condicionesambientales;e) Los resultados de los ensayos en laboratorio y obra.10. PREPARACION DEL ADITIVOEl uso exitoso de los aditivos depende de tener especial cuidado en obra enrelacin con una adecuada preparacin y dosificacin de stos, a fin de evitarmodificaciones no deseadas enlas propiedades, rendimiento y uniformidad delconcreto.La preparacin puede variar en funcin del tipo de aditivo y la procedencia deste. Las recomendaciones del fabricante deben seguirse en caso de dudasobre el procedimiento a ser utilizado, pudiendoen algunos casos serconveniente preparar soluciones estndar uniformes del aditivo para facilitar suempleo.Si bien la mayora de los aditivos son vendidos en forma lquida como solucionesestables listas para su empleo, la preparacin del aditivo en obra puede significarla elaboracin de una solucin estndar o su disolucin, a fin de facilitar unacuidadosa dosificacin o dispersin.Algunos aditivos qumicos son vendidos como slidos solubles en agua querequieren ser mezclados en obra. Ello puede exigir la preparacin de solucionesde baja concentracin debido a la dificultad del mezclado. Estas soluciones debaja concentracin pueden contener una cantidad significativa de materialesinsolubles finamente molidos, o ingredientes activos, los cuales pueden o noser fcilmente solubles. Es importante tomar precauciones para garantizar queellos se han de mantener en un estado de suspensin uniforme antes de sudosificacin.11 INCORPORACION A LA MEZCLALos aditivos lquidos se incorporan a la mezclaen la planta, o mediante untanque colocado en el camin mezclador que permite su adicin a la mezcla enobra. La incorporacin debe hacerse empleando sistemas dispersantes, depreferencia electromecnicos, y la verificacin de la cantidad mediante tanquescalibrados.En la incorporacin del aditivo a la tanda no slo tiene importancia la magnitudy velocidad de descarga, sino tambin el momento en que sta se produce.Cambios en el momento de la incorporacin del aditivo al ciclo de mezcladopueden significar variaciones en las propiedades del concreto y/o en el gradode efectividad del aditivo.Los requerimientos de agua de la mezcla igualmente pueden ser afectados,recomendndose que se determine en obra un procedimiento para controlar eltiempo y velocidad de adicin del aditivo a las tandas y el mismo sea respetado.A fin de garantizar uniformidad del aditivo en la mezcla durante el ciclo decarga, la velocidad de descarga del aditivo deber ser regulable.Dos o ms aditivos pueden no ser compatibles enla misma solucin. Esimportante evitar mezclar aditivos antes de su incorporacin a la mezcla, salvoque los ensayos o el fabricante indiquen lo contrario y la Supervisin lo autorice.En la programacin de obra y en las medidas de precaucin a ser tomadas,deber considerarse el que en algunos casos puede ser necesario incorporaraditivos en la mezcladora en momentos diferentes a los programados.12. EQUIPO DOSIFICADOREl equipo dosificador debe permitir ciertas tolerancias en la cantidad de aditivoafin de garantizar un control adecuado de la calidad y comportamiento delconcreto. Las variaciones en las propiedades del concreto debidas a lastolerancias debern ser eliminadas.El rango en la tolerancia en las dosificaciones en volumen deber estardentrodel 3% requerido, o media onza fluda (15ml), cualquiera de las dos que seamayor. El rango en la tolerancia en las dosificaciones en peso deber estardentro del 3% de la cantidad requerida.Las cantidades pesadas no debern ser menores que 0.3% dela capacidad dela balanza ni exceder del 3% del peso requerido. La correcta aplicacin deestos criterios exige que la capacidad de los equipos dispersantes sea seleccio-nada en funcin de la dosificadora.De acuerdo al sistema de dosificacin los aditivos pueden ser agrupados en:a) Aquellos que se incorporan a la mezcladora en forma lquida y puedenser dosificados en peso o en volumen; yb) Aditivos en polvo, los cuales se dosifican en peso, son aadidos en cantida-des muy pequeas y, a menudo, se incorporan a la mezcla en peso.Los sistemas de dosificacin de aditivos pueden ser manuales, semiautomticosy automticos. Existen diversos procedimientos y equipos para la dosificacinde aditivos lquidos, algunos de los cuales pueden ser fcilmente empleadoscon sistemas manuales y semiautomticos.13. MANTENIMIENTO Y PROTECCIONLos sistemas de dosificacin de aditivos requieren mantenimiento rutinarioperodico. Es importante protegerlos del polvo y las temperaturas extremas.Sus componentes deben ser fcilmente accesibles para observacin visual ymantenimiento.Es recomendable que los operarios de la planta conozcan el sistema dedosificacin; estn en capacidad de calibrarlo perodicamente; puedan identificarlas partes que requieren reemplazo; y sepan aplicar un mantenimiento primario.En todos los casos la proteccin no slo es necesaria en el sistema de entregadel aditivo, a fin de protegar de daos a la tubera y el sistema de medicin, sinotambin en los tanques de almacenamiento y mezclado a fin de garantizar quela solucin no se separe o cambie su concentracin.Deber proporcionarse proteccin a las soluciones cuando se trabaja en climasde baja temperatura, a fin de evitar modificaciones en el comportamiento de lasmismas. La congelacin de los aditivos deber ser evitada y si, por razones decongelacin, el tanque de almacenamiento tiene que ser calentado, debertenerse cuidado para evitar:- Sobrecalentamiento del aditivo.- Formacin de gases explosivos.- Congelacin del aditivo y dao del equipo.- Ambientes de almacenamiento por debajo de la temperatura de congelacin.- Variaciones en la viscosidad del aditivo.- Descalibracin del equipo dispersante.- Ablandamiento y/o rotura por calentamiento de las tuberas y materialplstico.14. ACELERANTES14.1 DEFINICIONSe define como aditivos acelerantes a aquellos productos qumicos queincorporados a la mezcla permiten:a) Reducir el tiempo de fraguado:b) Lograrincrementos significativos en la resistencia inicial del concreto:c) Reducir los perodos de curado y proteccin necesarios para alcanzaruna resistencia determinada en el concreto; yd) Trabajar el concreto en mejores condiciones durantelos perodos de bajatemperatura ambiente.14.2. REQUISITOS DE UN ADITIVO ACELERANTELa definicin de un aditivo acelerante no es la misma en las diferentes Normas.Los atributos de un acelerante son descritos en forma diversa, pudiendo incluir:- Aceleracin del fraguado inicial;- Aceleracin del fraguado final;- Desarrollo temprano de la resistencia;- Desarrollo rpido de la reaccin inicial;- Desarrollo de una baja resistencia final.Como el trmino lo indica, unacelerante deber incrementar la velocidad dedesarrollo de ciertas propiedades caractersticas del cemento y/o el concreto,sin que ello signifique que deber necesariamente afectar a cada una de lasdiversas propiedades de la misma forma simultaneamente.As, en el sentido qumico, la aceleracin podra ser considerada como un in-cremento en la velocidad de reaccin; en el sentido fsico como un incrementoen la velocidad de fraguado o en los cambios de volumen; en el sentido mecnicocomo un incrementoen la velocidad de desarrollo de resistencia.Estos cambios pueden no ocurrir a la misma velocidad y en igual magnitud enla totalidad del perodo de hidratacin. El mismo aditivo puede tener diferentesefectos, o an opuestos, dependiendo del tiempo y condiciones de experimento,as como del volumen y composicin del material.En general se acepta que la aceleracin de la hidratacin del cemento debersignificar una correspondiente ganancia en la resistencia. Sin embargo nosiempre es as, y los estudiosefectuados utilizando porcentajes del 1%, 2% y3% de cloruro de calcio indican que durante el proceso de hidratacin inicial unefecto de hidratacin mxima se obtiene con un porcentaje del 3.5%. Sin em- bargo no ocurre una correspondiente ganancia en la resistencia. De hecho, laexperiencia de laboratorio indica que para dicho porcentaje ocurren los menoresvalores de desarrollo de la resistencia.El cloruro de calcio el ms importante de los acelerantes, es considerado comoun acelerante del fraguado delcemento, aunque la literatura inicial lo considerasecomo un retardador de fragua, dado que la experiencia de laboratorio indicaque en determinadas condiciones el cloruro de calcio puede actuar como unretardador. Este es el caso cuando se utiliza cementos de alto contenido dealmina, cementos a base de calcio-alumino-fluorita, y cementos de escorias.Es igualmente importante recordar otro aspecto. Aunque la adicin de unacelerante puede acelerar el fraguado y endurecimiento del cemento, ello nodebesignificar que cuando es aadido a los componentes individuales delcemento acta siempre como un acelerante. Por ejemplo, el cloruro de calcioretarda la hidratacin de la fase aluminato triclcico, aunque acta como unacelerante de la hidratacin de lafase slice.El grado de aceleracin, determinado a travs de cambios en las propiedadesqumicas, fsicas o mecnicas de la pasta, depende igualmente del intervaloconsiderado para los clculos. As, en el perodo inicial de hidratacin de la fasesilicato triclcico, en mezclas con una relacin agua-cemento de 0.3, la mximaaceleracin en trminos de resistencia ocurre con una adicin de 2% de clorurode calcio. Sin embargo, entre los 7 y 28 das, las pastas con 5% de cloruro decalcio parecen obtener las mayores aceleraciones.Es importante indicar que si un acelerante es definido como un aditivo queincrementa la velocidad de formacin de productos de hidratacin normales,entonces agentes acelerantes tales como el fluorsilicato de calcio, silicatosalcalinos, aluminatos y carbonatos, todos los cuales producen fraguado aceleradodel concreto, deberan ser excludos de la calificacin de acelerantes dadoque su accin comprende la formacin de compuestos insolubles por reaccinqumica con el hidrxido de calcio formado por la hidratacin del cemento.La determinacin del efecto acelerante del aditivo basndose en la velocidadde hidratacin requiere de la aplicacin de procedimientos adecuados. El mtodobasado en la estimacin del contenido de hidrxido de calcio asume que lacomposicin de la fase C-S-H permanece constante. Aunque este procedimientopodra ser adecuado para la hidratacin del cemento, es menos seguro enaquellos casos en que hay presencia de cloruro de calcio ya que, en presenciade cantidades importantes de ste, entran ms iones Ca en la fase C-S-H,formando un producto que tiene una relacin C/S mayor que la normal.La determinacin del grado de hidratacin sobre la base del consumo de loscompuestos anhidros del cemento puede ser un procedimiento ms seguro, debiendo recordarse que puede tener algunas limitaciones prcticas deseguridad.El mtodo basado en el contenido de agua no evaporable asume que losproductos de hidratacin del cemento son practicamente los mismos en lapresencia de un acelerante. Sin embargo, ste mtodo es poco seguro paraestimar la magnitud de la hidratacin de cementos que contienen grandescantidades de cloruro de calcio.Las implicancias anteriores, referidas al efecto acelerante, pueden igualmenteextenderse a otros cambios que ocurren durante la hidratacin del cemento,tales como rea superficial, densidad, reacciones de interconversin, cambiosde volumen, resistencia en flexin, mdulo de elasticidad, porosidad yescurrimiento plstico.14.3. VENTAJASLa aceleracin del desarrollo inicial de resistencia permite:a) Un desencofrado ms rpido.b) Acortamiento en el perodo de proteccin del concreto.c) Rpido acabado o reparacin de la estructura.d) Compensacin de los efectos de las bajas temperaturas sobre el desarrollode resistencia.Los beneficios de una reduccin en el tiempo de fraguado incluyen:a) Operaciones de acabado superficial ms rpidas.b) Reduccin temprana en la presin sobre los encofrados.c) Rpido taponeo de fallas debidas a presin hidrulica.14.4. PRECAUCIONESLos aditivos acelerantes nunca debern ser empleados como agentesanticongelantes para el concreto, dado que en las cantidades normalmenteempleadas disminuyen el punto de congelacin del concreto solamente en unacantidad despreciable, menos de 2C.El acelerante ms conocido es el cloruro de calcio pero, debido a su tendenciaa promover la corrosin del acero, su empleo no es recomendado endeterminados casos.Aditivos acelerantesno corrosivos y sin cloruros, determinados nitratos, formia-tos, y nitritos ofrecen alternativas al usuario, aunque pueden ser menos efectivosy son ms caros que el cloruro de calcio.Otros productos qumicos que aceleran la velocidad de endurecimientodel con- creto incluyen la trietanolamida y una variedad de sales solubles tales comocloruros, bromuros, fluoruros, carbonatos, silicatos y tiocianuros.14.4. CLASIFICACION DE LOS ACELERANTES14.4.1. GRUPOS DE CLASIFICACIONLas Normas Norteamericanas agrupan a los acelerantes en cuatro grandesgrupos:a) Sales solubles inorgnicas.b) Compuestos solubles orgnicos.c) Aditivos de fraguado rpido.d) Aditivos slidos diversos.14.4.2. SALES SOLUBLES INORGANICASEntre las sales solubles inorgnicas que tienen efectos acelerantes del fraguadodel cemento portland se encuentran cloruros, bromuros, fluoruros, carbonatos,nitratos, sulfatos, silicatos, aluminatos, e hidrxidos alcalinos. De todas ellas elcloruro de calcio es la sal ms empleada por su bajo costo y por su importancia.Se ha postulado que los acelerantes inorgnicos actan fundamentalmente poraceleracin de la hidratacin del silicato triclcico. Igualmente se indica que enlas mezclas de concreto preparadas con cemento portland las cuales contienencloruro de calcio, el sulfato de calcio se combina con el aluminato de calciopara formar etringita y el cloruro de calcio se combina con el aluminato decalcio para formar cloroaluminato de calcio.El empleo de cloruro de calcio reduce el tiempo de fraguado al acelerar lahidratacin inicial. Como efectos complementarios se tienen un incremento enel calor de hidratacin durante el primer da, con incremento o reduccinposteriores de acuerdo al tipo de cemento; y un incremento en laresistenciainicial con disminucin en la resistencia a los 28 das.La incorporacin de sulfatos de amonio o potasio a la mezcla acelera el procesode hidratacin en las primeras horas, disminuyndolo posteriormente.Puede acelerarse la hidratacindurante las dos primeras horas si se adicionahidrxido de sodio a la mezcla.Algunos de los aditivos de este grupo son empleados para producir morteros oconcretos de fragua muy rpida, utilizados para sellado, parchado o reparacionesde emergencia.14.4.3. COMPUESTOS ORGANICOS SOLUBLESEntre los compuestos solubles orgnicos se encuentran la trietanolamida y elformato de calcio. Comunmente son empleados para compensar los efectosretardantes de los aditivos reductores de agua o proporcionar acelerantes nocorrosivos. Estos aditivos afectan la contraccin por secado en forma similar alcloruro de calcio.Se ha reportado propiedades acelerantes para el acetato de calcio, propionatode calcio, y butirato de calcio, pero las sales de los ms altos cidos hidrxidocarboxlicos homlogos son retardadores.La urea, el cido oxlico, el cido lctico, y compuestos condensados de aminasy formaldeido son compuestos orgnicos que aceleran el fraguado del cementoportland cuando se emplean en mezclas de baja relacin agua-cemento. Sepuede experimentar un severo retardo cuando la cantidad de estos compuestosempleada en la mezcla es excesiva.La trietanolamida es un catalizador cuya funcin es favorecer la reaccin qumicadeseada, sin ser ella modificada oconsumida. Se ha comprobado que supresencia en la mezcla tiende a incrementar la resistencia del concreto en todaslas edades. La trietanolamida es aparentemente ms efectiva cuando se empleacon cementos ricos en aluminato triclcico, cuya hidratacin acelera, aunqueretarda la del silicato triclcico.La trietanolamida es empleada como un constituyente en determinados aditivos,fundamentalmente porque reduce la excesiva accin retardante de los aditivosreductores de agua. Ello no significa que si esempleada sola deber acelerar lareaccin total del cemento.La trietanolamida, de acuerdo a la cantidad empleada, puede actuar como unretardador o acelerante en la hidratacin del cemento. Cuando la trietanolamidaes empleada en porcentajes de 0.01% a 0.05% practicamente no tiene efectosobre el tiempo de fraguado del cemento. En el rango de 0.1% a 0.5%, puedeocurrir un fraguado muy rpido debido a la formacin acelerada de la faseetringita. Sin embargo, en el rango de valores indicados ella acta comounretardador de la hidratacin de la fase silicato triclcico.El hecho que la trietanolamida acta en forma diferente al cloruro de calcio esevidenciado por las experiencias de laboratorio las cuales muestran que laspastas y morteros que contienen trietanolamida en porcentajes de 0.1% a 1%presentan una resistencia en compresin mucho menor que aquellas muestrasque no contienen este aditivo.Independientemente de sus ventajas su empleo es muy pequeo debido a sualto costo, que es un factor determinante en su poco uso an cuando ella nopromueva o favorezca la corrosin del acero de refuerzo.El formiato de calcio ha sido muy empleado y se cuenta con un conjunto deresultados relacionados con su influencia sobre el concreto. Aunque el formiatode calcioactua como un acelerador de la hidratacin del silicato de calcio, l noes tan eficiente como el cloruro de calcio.La produccin de etringita es mayor en las mezclas que contienen formiato decalcio, dependiendo la efectividad de ste del contenido de sulfatos del cementoy de la relacin aluminato triclcico a sulfatos, poseyendo las mejorescondiciones para que el formiato de calcio acelere el desarrollo de resistenciaen las edades iniciales los cementos con bajo contenido de sulfatos. Si el valordela reaccin C3A/SO3 es mayor de 4.0, el formiato de calcio tiene un buenpotencial para acelerar la resistencia del concreto.Los resultados de los ensayos en el calormetro sugieren que para los mismosporcentajes de adicin y perodo inicial dehidratacin, el cloruro de calciodesarrolla ms calor que el formiato de calcio.Una extrapolacin de laboratorio ha demostrado que, para igual porcentaje dehidratacin, la adicin de 1% de cloruro de calcio es tan efectiva como la de 2% deformiato de calcio. En general, en los dosajes recomendados por los fabricantes,las resistencias obtenidas con los aditivos que no contienen cloruro de calcio sonmenores que aquellas obtenidas cuando se emplea 1.5% de cloruro de calcio.14.4.3. ADITIVOS SOLIDOS DIVERSOSEste grupo incluye materiales slidos diversos, tales como los cementos calcio-aluminosos y cementos hidratados finamente molidos. En determinados casosse ha empleado los cementos hidrulicos en lugar de aditivos acelerantes.Los cementos calcio-aluminosos pueden acortar el tiempo de fraguado de losconcretos a base de cemento portland cuando ste interviene en porcentajesde reemplazo del 5% al 20% en peso. En este tipo de mezclas la resistencia alda disminuye; la contraccin por secado y laexpansin bajo agua son mayores;y la durabilidad del concreto puede ser seriamente afectada.En algunos pases, especialmente Francia se ha reportado experiencias delsembrado de concretos de cemento portland con 2% en peso de cementohidratado finamente molido, preparado en base a pastas de cemento con aguade consistencia normal, logrndose resultados equivalentes a la incorporacinde 2% de cloruro de calcio, con la ventaja de eliminar el riesgo de corrosin,incrementar la resistencia a los 90 das yno aumentar la corrosin.El incremento de resistencia obtenido empleando este tipo de aditivos es debidoa que se distribuye en la pasta, en el momento del mezclado, minsculos cristalesya hidratados, los cuales aparentemente forman nucleos alrededor delos cualesla cristalizacin es muy rpida. El empleo conjunto de estos cementos hidratadosy cloruro de calcio, ambos en 2% en peso del cemento, adiciona sus efectos.Los silicatos de amonio solubles cuando se emplean en forma de un gelfinamentedividido, aceleran el desarrollo de resistencia, presumiblemente debidoa una aceleracin de la hidratacin del silicato triclcico.Se ha propuesto el empleo del carbonato de magnesio o del carbonato de calciofinamente molidos para acelerar el tiempo defraguado de ligantes hidrulicos.14.4.4. ADITIVOS DE FRAGUA INSTANTANEALos aditivos de fragua instantanea estn diseados para promover la fraguamuy rpida del aluminato triclcico y son empleados para producir morteros defraguado instantaneo o concretos adecuados para operaciones de torcretado,sellado de grietas, u otros fines.Entre los aditivos empleados para producir la fragua instantanea estn la salesferricas, el fluoruro de sodio, el cloruro de aluminio, el aluminato de sodio, y elcarbonato depotasio. Estos productos son disponibles en el mercado en formalquida o en polvo, para ser mezclados con el cemento.En el caso del torcreto, los acelerantes empleados se basan en aluminatos,silicatos y carbonatos solubles. Estos materiales son muy causticos y puedenser dainos para la salud de los trabajadores.En las mezclas empleadas en el torcreto, cuando se aplica por procedimientohmedo, el acelerante de fragua rpido es aadido a la boquilla durante el disparo.La mezcla rigidiza y alcanza, muyrpidamente, su fragua inicial.14.5. CONSIDERACIONES DE EMPLEOLos aditivos acelerantes son tiles para modificar las propiedades del concreto,especialmente en climas fros, a fin de:a) Facilitar el inicio de las operaciones de acabado y la aplicacin de aisla-miento para proteccin.b) Reducir el tiempo requerido para un apropiado curado y proteccin delconcreto.c) Incrementar la velocidad de desarrollo inicial de resistencia, permitiendoun rpido retiro de los encofrados y una rpida puesta en servicio de laconstruccin.d) Permitir un ms rpido control de las prdidas debidas a la presinhidrosttica; ye) Acelerar el tiempo de fraguado del concreto colocado por torcretado.El empleode acelerantes en climas fros usualmente no es suficiente por simismo para controlar los efectos propios de las bajas temperaturas. Es por elloque las recomendaciones para concretos en bajas temperaturas incluyenusualmente prcticas tales como laincorporacin de aire, el calentamiento delos ingredientes, aislamiento adecuado, y aplicacin de calor externo.Los acelerantes deben ser utilizados con precaucin en climas clidos a fin deevitar una rpida evolucin del calor debida a la hidratacin,fraguado rpido, yun incremento en el agrietamiento por contraccin.Los aditivos acelerantes nunca debern ser empleados como agentesanticongelantes del concreto.14.6. EFECTOS SOBRE EL CONCRETO FRESCOLos efectos de los aditivos acelerantes sobre el concreto no endurecido incluyenlos siguientes aspectos:14.6.1. TIEMPO DE FRAGUADOReduccin en los tiempos de fraguado inicial y final, la misma que vara con la cantidadde acelerante, la temperatura del concreto, la temperatura y humedad relativaambiente, y las caractersticas de los otros materiales empleados en el concreto.El empleo de una excesiva cantidad de algunos materiales acelerantes puedeoriginar un fraguado o retardo muy rpido. El empleo de determinados aditivospermite obtener tiempos de fraguado tan cortos como 15 30 segundos.Existen en el mercado norteamericano mezclas de cemento, agregado y acele-rante, listas para ser empleadas, las cuales tienen una fragua inicial de uno acuatro minutos y una fragua final de tres a diez minutos. Estos morteros seutilizan en el sellado de grietas, para parchados y para reparaciones deemergencia. La resistencia final de tales morteros es mucho menor que si no seemplease acelerantes.La concentracin del aditivo es importante. Para adiciones del 6%en peso delcemento, el nitrato de calcio comienza a mostrar propiedades retardantes. Elcloruro ferrico es un retardador en adiciones de 2% a 3% en peso, pero actacomo un acelerante en adiciones del 5%. El empleo del cemento calcio aluminosocomo aditivo puede causar fragua instantanea dependiendo del dosaje empleado.La temperatura ambiente tambin puede ser un parmetro importante en el desarrollo del fraguado. As por ejemplo, el cloruro de calcio tiene mayor y mejorefecto entre 0C 5C que a 25C.14.6.2. INCORPORACION DE AIRECuando se emplea acelerante puede requerirse menor cantidad de aditivoincorporador de aire para obtener la cantidad de aire deseada en la mezcla. Enalgunos casos pueden obtenerse burbujas de gran tamao y factores de espacia-miento ms altos por lo que puede disminuir el efecto benfico que se deseabaobtener por la incorporacin de aire.La evaluacin del concreto que contiene ambos aditivos deber ser efectuada afin de verificar los parmetros de tamao de las burbujas deaire, factor deespaciamiento y resistencia a los procesos de congelacin, empleando lo indica-do en las Normas ASTM C 457 y C 666 respectivamente14.6.3. DESARROLLO DE CALOR INICIALEl empleo de aditivos acelerantes en la mezcla origina un mayor desarrollo decalor inicial debido a la hidratacin del cemento ms rpido sin efecto apreciablesobre el calor total de hidratacin desarrollado.14.7. EFECTOS SOBRE EL CONCRETO ENDURECIDO14.7.1. EFECTOS SOBRE LA RESISTENCIALos efectos de los aditivos acelerantes sobre el concreto endurecido incluyenen el caso de la resistencia: Incremento significativo en la resistencia encompresin inicial, que pueden estar en el rango del 100% al 200%, sin cambiosimportantes en la resistencia final. El efecto en laresistencia a la flexin es menor.Efecto an no claramente determinado de diversas sales, que no sean clorurode calcio, sobre el desarrollo de resistencia, dado que algunas de ellas queaceleran el tiempo de fraguado pueden disminuir la resistencia delconcretoan en edades tan tempranas como el primer da. Algunos silicatos, carbonatosy aluminatos estn en la categora indicada.Los acelerantes orgnicos del tipo de la trietanolamida y el formiato de calcioparecen ser sensibles, en su accin acelerante, a las caractersticas especficasde la mezcla a la cual son aadidos.La resistencia al da de pastas puras, morteros o concretos, preparados conmezclas de cemento portland y cementos calcio aluminosos, generalmente esmenor que la que se obtendra de cualquiera de los dos cementos trabajadosindependientemente.Incrementos en la resistencia a los 90 das hasta en un 20% a 25% cuando seutiliza el proceso de sembrado del cemento portland con 2% en peso delcemento del producto de la molienda muy fina del cemento hidratado.14.7.2. CAMBIOS DE VOLUMENLos estudios de Laboratorio indican que los aditivos acelerantes producen unincremento en los cambios de volumen tanto en curado hmedo como bajocondiciones de secado. El cloruro de calcio incrementa elescurrimiento plsticoy la contraccin por secado del concreto.Los cambios indicados dependen de la longitud del tiempo de curado antes deiniciar las mediciones, el tiempo de los perodos de curado, secado y carga yde la composicin del cemento empleado. Los cambios en la magnitud de ladeformacin son mayores que los cambios en el volumen total de la deformacin.La contraccin por secado y el aumento de volumen en agua son mayores paramezclas que contienen conjuntamente cemento portland y cemento calcioaluminoso, y su durabilidad puede ser afectada adversamente por el empleo deun aditivo acelerante.14.7.3. DAOS POR CONGELACIONLos efectos de un aditivo acelerante sobre el concreto endurecido incluyen, enel caso de la durabilidad:La resistenciaal deterioro originado por ciclos de congelacin y deshielo, ascomo al descascaramiento debido al empleo de sales descongelantes, puedenser incrementadas en las primeras edades en aquellos casos en que se empleaaditivos acelerantes en las mezclas.La resistencia al ataque de los sulfatos disminuye cuando las mezclas a basede cemento portland contienen cloruro de calcio.Incremento en la expansin debida a la reaccin lcali-agregados si se empleacloruro de calcio. Esta accin puede ser controlada cuando se emplea agregadosno reactivos, cementos de bajo contenido de lcalis, o determinadas puzolanas.14.4.5. CORROSION DE LOS METALESUna de las mayores desventajas del cloruro de calcio es su tendencia a favorecerla corrosin de los metales en contactocon el concreto debido debido a lapresencia de ion cloruro hmedo y oxgeno.Las consideraciones sobre el efecto corrosivo del cloruro de calcio han obligadoa desarrollar aditivos que tengan las propiedades acelerantes de resistenciadel cloruro de calcio sin tener su accin corrosiva potencial. As, se hanpresentado formulaciones basadas en el formiato de calcio como un inhibidorde la corrosin.Se ha reportado el empleo de cloruro estaoso, cloruro frrico, tiosulfato desodio, nitrito frrico ynitrito de calcio, como inhibidores de la corrosin del acero derefuerzo con efecto acelerante sobre el tiempo de fraguado y el endurecimiento.Es importante recordar que no todos los acelerantes que no contienen clorurode calcio son necesariamente no corrosivos, siendo ejemplo de ello el tiocianuro.Si el aditivo acelerante contiene este producto debern efectuarse ensayos sobrecorrosin potencial del acero de refuerzo, incluyndose interrelaciones entredosajes del aditivo y corrosin del acero.14.7.RECOMENDACIONES FINALESEn el empleo de aditivos acelerantes en mezclas de concreto debern tenerseen consideracin los siguientesaspectos finales:a) Debern efectuarse los ensayos usuales de control de calidad del con-creto. Si se presentandificultades en los procesos de consolidacin oacabado del concreto, deber comprobarse el porcentaje de acelerante.b) La cantidad exacta de aditivo acelerante requerida para obtener la necesa-ria aceleracin del tiempo de fraguado ydel desarrollo de resistencia,depende de las recomendaciones del fabricante, de las condiciones lo-cales y de los materiales empleadosc) Las proporciones de los materiales que integran la mezcla de concretono se modificarn porel empleo de un aditivo acelerante. Se debe restarel agua en que est disuelto el aditivo de la de la mezcla, a fin de no modifi-car la relacin agua-cemento ni la trabajabilidad y consistencia.d) El empleo de un aditivo acelerante, con el consiguiente incremento en laresistencia, no justifica por si mismo la disminucin en el contenido decemento.e) Si no se dispone de la informacin adecuada debern efectuarse ensayospara evaluar los efectos del acelerantesobre las propiedades del con-creto en obra, empleando los materiales y procesos constructivos que seespera utilizar. Se deber determinar si el aditivo seleccionado contiene ono cloruro de calcio a fin de determinar la capacidad potencial de corrosin.e) Los acelerantes debern cumplir con los requisitos que indica la NormaASTM C 494 para los tipos C E. El cloruro de calcio, slido o lquido,deber cumplir tambin con los requisitos de la Norma ASTM D 98.

15. AIRE INCORPORADO15.1. CONCEPTOA diferencia del aire accidentalmente atrapado en la masa de concreto, el aireincorporado es aquel que ha sido intencionalmente aadido a la mezcla medianteel empleo de un aditivo apropiado.Este acpite est referidoa aquellos agentes conocidos como aditivosincorporadores de aire los cuales son aadidos al concreto inmediatamenteantes o durante su mezclado, especialmente para resistir la accin de procesosde congelacin y deshielo.Adicionalmente a su funcin principal, deber emplearse aditivos incorporadoresde aire en aquellos casos en que se emplee agentes qumicos descongelantes,especialmente cuando se anticipa el empleo de cloruros de calcio o de sodiopara esta funcin. Los pavimentos, pisos de garajes, y playas de estacionamientoestn expuestos a esta condicin si se encuentran en zonas de baja temperatura.El mecanismo de congelacin y la forma de accin del aire en el concreto sernanalizados en este trabajo, teniendo presentes la influencia de los materiales,el proceso de puesta en obra, y el control de calidad.15.2. HISTORIALos tratadistas han vinculado el empleo de aire incorporado con la construccinde las grandes obras del Imperio Romano al hacer referencia a los escritos deMarco AntonioPolin, arquitecto romano del Siglo 1 A.C., quin especifica quepara las argamasas se preparar una mezcla de cal hidratada, marmolina opolvo de marmol y arena blanca, con agua a la cual se aadir ya sea grasa dechancho, leche cortada o sangre. Comose conoce, las grasas se incluyen enel grupo de los agentes incorporadores de aire.Alrededor de 1930 se observo, en la ciudad de Nueva York, que aquellos pavimentosen los cuales se haba reemplazado en la mezcla de concreto un saco de cementoportland por uno de cemento natural, mostraban una mayor resistencia aldescascaramiento que se produca cuando se empleaban sales para removerel hielo. Esta accin se atribuy a la presencia del cemento natural.En 1935, el investigador IRA demostr que los testigos extrados de pavimentostenan una mayor resistencia a los procesos de congelacin y deshielo cuandola mezcla contena cemento portland el cual se haba mezclado con cementonatural que, a su vez, contena aproximadamente 0.07% de grasas. La disminu-cin en el peso unitario de estos concretos llev a la conclusin que las losasms resistentes a la accin del intemperismo contenan un porcentaje mayor de aire. IRA descubri en el laboratorio que determinados elementos auxiliaresempleados en la fabricacin del cemento natural incorporaban aire al concretoy surgi la teora que el aire incorporado, ms que el cemento natural, era elresponsable de la mayor resistencia a los agentes intempricos.El primer trabajo que relaciona los ensayos de congelacin y deshielo con elcontenido de aire del concreto se public por la Portland Cement Associationen 1938. Pero el trmino cemento con incorporador de aire no se emplehasta 1941, despus que la misma entidad cre el Comit encargado de estudiarel comportamiento de los cementos, poca en que este tipo de cementos eraconocido como cementos tratados.En 1940 este Comit establece conceptos fundamentales al sealar que Tantola resina vinsol como las grasas reducen el peso unitario del concreto al incorpo-rar aire, distribudo a travs de toda la masa en forma de burbujas microscpicas...La reduccin en la resistencia a la compresin y en el peso unitario del con-creto, resultantes del incremento en la resistencia a la congelacin del con-creto, puede parecer contradictoria dado que generalmente se acepta que cuantoms denso y resistente es el concreto mayor es su durabilidad. El principio quela durabilidad se incrementa con la resistencia es vlido en tanto que losrequisitos para fabricar un buenconcreto se satisfagan pero, ms all de estepunto, la teora de que la resistencia es un ndice de durabilidad no es cierta.A partir de esa fecha, los estudios sobre los efectos de la incorporacin de airesobre las propiedades del concreto, as como aquellos referidos a los diferentestipos de agentes incorporadores de aire, han continuado en forma creciente,considerndose a fines del Siglo XX que las teoras sobre la incorporacin deaire y sus efectos en las propiedades del concreto son uno de los msimportantes avances en la Tecnologa del Concreto desde que Abrams, en 1918,formul la teora de la relacin agua-cemento y su efecto sobre la resistencia.15.3. ORIGEN DEL AIRE EN EL CONCRETOEl grado de diferenciacin entre un concreto con aire yotro sin l depende, enprimer lugar, del tamao y espaciamiento de las burbujas de aire que seincorporan al concreto durante la mezcla y, en segundo lugar, de la velocidadcon que dichas burbujas cambian en nmero y tamao durante los procesos demanipulacin y colocacin de la mezcla que preceden al endurecimiento delconcreto.Ello establece una primera premisa, esto es que desde que el sistema de burbujasde un concreto fraguado es solamente el resultado de la calidad de las burbujaspresentes al tiempo del endurecimiento, es conveniente conocer el procesoque controla la produccin de burbujas y su posterior comportamiento antesque el concreto frague. De acuerdo a los estudios de Mielenz, el aire presente en los vacos de la pastade un concreto no endurecido puede tener su origen en cuatro causas principales:a) El aire que originariamente ha estado presente en los espacios intergranu-lares del cemento y agregados y que no ha sido eliminado por el procesode mezclado.b) El aire que habiendo estado originariamente presente en los espaciosintergranulares del cemento y agregados, ha sido posteriormente expelidode los mismos, antes del endurecimiento del concreto, debido movimientosinternos del agua sujeta a tensiones hidrulica y capilar.c) El aire originalmente disuelto en el agua de la mezcla.d) El aire que es incorporado dentro de la masa de concreto durante losprocesos de mezcla y colocacin.Se emplee o no un aditivo incorporadorde aire, las anteriores son las nicascuatro fuentes principales de origen de las burbujas de aire presentes en lapasta de concreto.Debido a que estn atrapadas en el conjunto de la masda de agregado y ademspueden adherirse a las partculas de ste,as como a las del cemento, unaproporcin importante de las burbujas de aire generadas por las operacionesde mezcla y colocacin permanece dentro del concreto.Debe recordarse que para una mezcla adecuadamente diseada, el agregadoconstituye unaestructura granular continua dentro de la cual la pasta y lasburbujas de aire estn intercaladas. El aire contenido en dichas burbujas slopuede escapar de esta estructura granular por desplazamiento de los espaciosintergranulares debido a la accin dela subpresin durante los procesos decolocacin y compactacin del concreto.15.4. AIRE ATRAPADO Y AIRE INCORPORADO15.4.1. CONCEPTOEl aire presente en la masa del concreto puede variar entre dos extremos en surelacin con la estructura granular del concreto:a) Por una parte pueden presentarse masas de aire enteramente rodeadaspor partculas de agregado, las cuales pueden estar sometidas nicamentea la presin del agua subyacente; yb) Por otro lado, pueden presentarse burbujas encerradas dentro de unmortero de cemento y agregado fino, las cuales no estn sometidas aotro tipo de presin que no sea la del concreto que est encima de ellas.Por regla general, el aire contenido en los vacos de un concreto o mortero noendurecidos estar sometido a una condicin intermedia entre esos dos extremos.15.4.2. AIRE ATRAPADOEl primer tipo de aire al cual se ha hecho referencia es conocido con los nombresde aire atrapado o aire natural.Es indudable que la expresin aire natural es inapropiada en su aplicacindado que no existe evidencia que indique que un tipo particular de burbujas esparte constitutiva natural de una combinacin de agregados, cemento y agua,independientemente de la presencia o ausencia de un aditivoincorporador deaire o del grado de compactacin de la mezcla.Igualmente, el trmino aire atrapado resulta inapropiado para designar alque se encuentra dentro del primer caso en la medida que todo aire contenidoen los poros de un concreto plstico est literalmente atrapado.Sin embargo se acepta este ltimo trmino debido a la difusin que el mismoha alcanzado.Las burbujas de aire atrapado se caracterizan porque su dimetro es mayor deun milmetro y su perfil es irregular, esto ltimo debido a quela periferia de lasburbujas sigue el contorno de las partculas de agregado que la rodean.Las burbujas de aire atrapado:a) Son ms abundantes en mezclas pobres de concretos sin aire incorporado,especialmente si la arena es pobre en las partculas ms finas.b) En este tipo de burbujas el aire presente en las mismas est bajo la accinde una doble presin impuesta por la accin de las fuerzas capilares y lahidrosttica que corresponde al agua de la mezcla.c) Son inefectivas para mejorar la trabajabilidad del concreto debido a queno disminuyen, y mas bien tienden a aumentar, la capacidad de dilatacinde la masa que es necesario manipular.15.4.3. AIRE INCORPORADOLas burbujas de aire incorporado, segundotipo presente en la pasta del con-creto, son retenidas en el mismo como resultado de la adherencia, por fuerzasqumicas superficiales, a las partculas de cemento y agregado, as como por laviscosidad inherente a la pasta.Las burbujas de aire incorporado se caracterizan por tener un dimetro quevara entre 10 y 1000 micrones; as como un perfil esfrico, o que se aproximaa dicha forma, el cual viene dado por la presin hidrosttica a que estn sujetaslas burbujas por accin de la pasta, agua y agregado fino que las rodea.Las burbujas de aire incorporado:a) Se desarrollan mejor en mezclas ricas que contienen agregado fino biengraduado; yb) Mejoran la trabajabilidad de las mezclas debido al incremento en elespaciamiento delos slidos en la masa y la disminucin en la dilatacin,y, para cargas que actan en perodos cortos, facilitan el acomodo de laspartculas de agregado.15.5. DEFINICION DE TERMINOS15.5.1. INCORPORACION DE AIREEfecto que ocurre comoresultado del proceso de mezclado de un materialincorporador de aire en morteros o concretos.15.5.2. AIRE INCORPORADOEl aire que es parte de una mezcla como resultado del proceso de incorporacinintencional de aire mediante el empleo de un agente qumico, con la finalidadde mejorar o modificar alguna propiedad del concreto, especialmente ladurabilidad de ste frente a los procesos de congelacin.15.5.3. BURBUJAS DE AIREEspacios perceptibles en la mezcla, los cuales al momento de la observacinno estn llenos con un slido o un lquido.15.5.4. BURBUJAS DE AIRE INCORPORADOBurbujas de aire resultantes de la incorporacin de ste. Tales burbujas tiendena ser esfricas en perfil y su rango de tamaos es similar al de las partculasms finas de arena.15.5.5. BURBUJAS NATURALESSon las burbujas de aire que no se han originado por la incorporacin intencionalde ste. Este tipo de burbujas es de tamao mayor que las anteriores, dentro deun rango similar al de las gravas ms pequeas. Tiender a ser irregulares enperfil.15.5.6. CONCRETO CON AIRE INCORPORADOUn concreto al cual se le ha incorporado aire. 15.5.7. AGENTE INCORPORADOR DE AIREUna sustancia que causa incorporacin de aire cuando se incluye en una mezcla.Este es un trmino a ser utilizado solamente cuando se desea referirse asustancias que pueden ser utilizadas tanto como adiciones o como aditivosincorporadores de aire.15.5.8. ADICION INCORPORADORA DE AIREDe acuerdo a la definicin de la Norma ASTM C 219, es un material incorporadordeaire, molido conjuntamente con, o a ser molido conjuntamente con, cementohidrulico.15.5.9. ADITIVO INCORPORADOR DE AIREMaterial incorporador de aire que es aadido a la mezcla de concreto al momentoque sta es dosificada para el mezclado.El Comit ACI 116R define a un agente incorporador de aire como una adicina los cementos hidrulicos o un aditivo para concretos o morteros, el cual originala generacin de aire que se incorpora al concreto o mortero durante el mezclado,generalmente con la finalidad de incrementar su su trabajabilidad o su resistenciaa las heladas.15.5.10 FACTOR DE ESPACIAMIENTOMedida de la mxima distancia promedio desde un punto de la pasta de cementoa la ms cercana burbuja de aire, siendo una inddicacin de la distancia que elagua debe recorrer durante el proceso de congelacin para alcanzar una burbujade aire protectora.15.5.11 SUPERFICIE ESPECIFICASe define como superficie especfica de las burbujas al rea superficial total delas mismas por unidad de volumen de aire en el concreto. Se expresa enmilmetros cuadrados por milmetro cbico.15.6. CARACTERISTICAS DE LAS BURBUJAS15.6.1. CONDICIONES DE PRESIONEl aire encerrado en las burbujas presentes en la pasta no endurecida de un con-creto est sometido a una presin mayor que la atmosfrica. Ello es debido a:a) La presin hidrosttica del concreto que est por encima de las burbujas, ouna parte de ella, as como cualquier otra carga impuesta sobre el concreto.b) La curvatura de la interface aire-agua.En relacin con lo indicado en el acpite anterior se tiene que:a) La presin resultante del concreto puede variar desde virtualmente ceroa muchos kilos por centmetro cuadrado, siendo el incremento del ordende 0.07 kg/cm porcada 30 cms de altura.b) La presin resultante de la tensin superficial en la interface aire-aguaest controlada por el dimetro de la burbuja y el espesor de la partcula.c) La presin en el interior de una burbuja de aire se incrementarpidamenteconforme el dimetro de la burbuja decrece en valores de 100 micrones.La presin es de 1.7 atmsferas cuando el dimetro es de 4 micrones yde 3.85 atmsferas cuando el dimetro es de un micrn.15.6.2. SOLUBILIDAD ENAGUATomando como hiptesis de trabajo la ecuacin que relaciona la fraccin degas disuelta en agua con el exceso de presin y la Ley de Henry, se ha posidoestablecer que, para el aire que se encuentra en el agua en forma de burbujas,la tendencia a disolverse se incrementa rpidamente cuando el tamao de lasburbujas disminuye a dimetros por debajo de los 100 micrones, as como queel incremento es extremadamente rpido en dimetros por debajo de los 10micrones.Debido a ello, mientras el concreto esten estado no endurecido, el aire que seencuentra en forma de burbujas muy pequeas est siendo disuelto mucho srpidamente que aquel que est presente en forma de grandes burbujas, siendoimprobable que cualquier burbuja que originalmente tena un dimetro menorde 10 micrones se conserve.Son, por lo tanto, las burbujas que en la mezcla fresca tenan dimetros mayoresde 10 micrones las que finalmente, en el concreto ya endurecido, han de haberproducido las burbujas menores de 10 micrones, siendo la causa fundamentalde ello el que la pasta endurece despus que el tamao de algunas burbujas seha reducido a dimetros menores por accin de la disolucin de aire.15.6.3. INTERCAMBIO DE AIREConforme el aire de las burbujas menores se disuelve el agua sesaturarpidamente de ste en relacin a las burbujas de radio promedio. Desde estemomento hasta que la pasta es lo suficientemente rgida como para produciruna estructura relativamente estable, el aire en las burbujas menores que elpromedio se disuelvey las burbujas mayores que el promedio tienden aincrementarse debido al escape del aire desde el agua.Si bien la velocidad con que este intercambio se produce en el concreto an noest claramente establecida, se sabe que como resultado de este procesoseproduce un incremento en el contenido de aire y una disminucin en la superficieespecfica de las burbujas.15.6.4. EFECTOS DEL INTERCAMBIO DE AIREComo resultado final del proceso de intercambio de aire se produce unadisminucin en el nmero de burbujas, un incremento en su tamao promedio yvolumen total y una disminucin en la superficie especfica de las mismas.Por lo tanto pueden establecerse dos hechos:a) Todos aquellos factores que tienden a incrementar el tiempo de fraguadodel concreto debern tender a incrementar el espaciamiento de lasburbujas y a disminuir la superficie especfica.b) Una alta relacin de agua a aire deber incrementar la velocidad con la quelas pequeas burbujas se disuelven, dado que la mayor cantidad de ellasdeber disolverse para producir sobre saturacin de aire disuelto en agua.De acuerdo a los estudios de Powers, con un factor de espaciamiento de 0.254mm, las burbujas menores de 3 4 micrones estarn completamente disueltasantes que el aire comienze a ingresar a burbujas mayores.Igualmente sostiene Powers que una alta relacin agua-cemento favorece unams rpida difusin de aire a travs de la pasta debido a su mayor fluidez.En resumen, retardo del fraguado, alta relacin agua-aire, alta relacin agua-cemento, y alto contenido de agua, debern hacer ms difcil la produccin demorteros o concretos en los cuales el factor de espaciamiento sea muy pequeo.Es en razn de lo anteriormente expuesto que demoras en la colocacin delconcreto debern incrementar progresivamente la prdida de aire durante lacompactacin, en la medida que dichas demoras permitirn que el intercambiode aire progrese lo suficiente para incrementar el tamao promedio y facilitar elescape de las burbujas.15.6.5. VELOCIDAD DE INTERCAMBIOSi bien no se ha efectuado mediciones de la velocidad con la que el aire pasade una burbuja a otra mayor se ha establecido, sin embargo, que la velocidadde transmicin del aire de las pequeas a las grandes burbujas es directamenteproporcional a:a) El rea de la interface aire-agua;b) La diferencia de presin entre las burbujas que pierden aire y aquellasque lo ganan;c) La solubilidad del aire en agua; yd) La velocidad de difusin del aire a travs del agua.E inversamente proporcional a la distancia a travs de la cual la difusin ocurre.La velocidad de transmicin depender igualmente de la permeabilidad de lapelcula en la interface aire-agua. As mismo, las propiedades de la pelculadependen de las caractersticas del agente incorporador de aire, de su concen-tracin y del rea de la interface aire-agua en relacin al volumen de la fase agua.Para un sistema de burbujas de aire incorporado, del rea superficial efectiva atravs de la cualla transmicin de aire tiene lugar depende la distribucin portamaos de las burbujas y deber variar directamentecon la superficie especfica de las mismas, al mismo tiempo que variardirectamente con el factor de espaciamiento la distancia entre la superficie delas burbujas.Estudios realizados en las espumas aire-agua han permitido determinar que elrea superficial de las burbujas disminuye y el dimetro promedio se incrementafuertemente durante los primeros minutos despus que la espuma se forma.Es evidente que en un concreto la velocidad de transmicin de aire de las burbujasmenores a las mayores es menor que para una espuma aire-agua. Ello es debidoa tres factores:a) La distancia de burbuja a burbuja es mayor;b) La solubilidad delaire en la fase agua es menor que en agua pura, debidoa los elec trolitos presentes en la solucin;c) La difusin del aire disuelto probablemente disminuye por la alta viscosidaddel agua adyacente a las partculas de cemento hidratado.An as, no existen razones para pensar que el proceso no es importante en lamodificacin de los parmetros del sistema de vacos en las pastas.15.6.6. PAPEL DE LA RELACION AGUA-CEMENTOPara un cemento dado y una determinada proporcin de un aditivo incorporadorde aire, debe existir una ptima relacin agua-cemento para pastas puras olechadas, relacin en la cual se obtenga un factor de espaciamiento mnimo elcual se mantenga despus del endurecimiento.Para relaciones agua-cemento dentro del rango de0.3 en peso, la pelcula deagua sobre los granos de cemento ser insuficiente para producir una adecuadaaccin espumente, el proceso de atrapado del aire durante el mezclado sermnimo y una adecuada compactacin de la pasta puede ser difcil. Para talesmezclas el contenido de aire deber ser ms bajo y el dimetro de las burbujasmayor que aquellas que se obtendran, con la misma proporcin de aditivoincorporador de aire, en una relac