clase unidad 5 - aditivos

- Tecnología del Hormigón -

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL

DOCENTE: Ing. M. Fernanda Carrasco

Ingeniería Civil – 2009

ADITIVOS QUÍMICOS PARA HORMIGONES

U N I D A D 5U

N I D

A D

5


ADITIVOS QUÍMICOS

Definición según la Norma 1663:2002

Los aditivos químicos son un material que, aparte del cemento, los agregados y el agua empleados normalmente en la preparación del hormigón, puede incorporarse durante o después de la preparación del pastón, con el objeto de modificar alguna o varias de sus propiedades en la forma deseada.


ADITIVOS QUÍMICOS

Efectos deseados en estado fresco

•Aumentar la trabajabilidad con igual contenido de agua

•Reducir el contenido de agua manteniendo la trabajabilidad

•Modificar el tiempo de fraguado

•Modificar la velocidad yo capacidad de exudación

•Reducir la segregación

•Mejorar la bombeabilidad del hormigón

•Reducir la pérdida de asentamiento

•Reducir la contracción


ADITIVOS QUÍMICOS

Efectos deseados en estado endurecido

•Aumentar la velocidad de desarrollo de la resistencia a edades tempranas

•Aumentar la resistencia del hormigón con igual contenido de cemento

•Aumentar la durabilidad ante exposiciones severas

•Controlar la expansión causada por la reacción álcali-sílice

•Reducir el flujo capilar y la permeabilidad

•Producir hormigón celular

•Producir hormigón o mortero coloreados

•Inhibir la corrosión de metales en el hormigón

•Reducir el costo unitario del hormigón


ADITIVOS QUÍMICOS

Funciones de los aditivos

ReductorReductor de de aguaaguaAlto Alto reductorreductor de de aguaagua

Agente incorporador de aireRetardador

Estabilizador de hidrataciónAcelerantes

Inhibidor de corrosiónRetracción reducida

Contracción compensadaAyuda bombeo

Acelerantes ultrarápidosCurado del hormigón

OperaciOperacióónn del del hormighormigóónn frescofrescoTrabajabilidad

Facilidad de bombeoColocación

Compactación

PropiedadesPropiedades mecmecáánicasnicasResistencia a compresión

Resistencia a flexión y tracción

DurabilidadDurabilidadProtección frente:

ContracciónCongelación

CorrosiónCarbonatación

OtrosOtrosProtección del hormigón endurecido


ADITIVOS QUÍMICOS

Tipos definidos por la Norma 1663:2002

ü Incorporador de aire

ü Retardador de fraguado

ü Acelerador de fraguado

ü Acelerante de resistencia inicial

ü Fluidificante

ü Fluidificante e incorporador de aire

ü Fluidificante y retardador de fraguado

ü Fluidificante y acelerador de fraguado

ü Superfluidificante

ü Superfluidificante y retardador de fraguado


FLUIDIFICANTE

Definición: aditivo que modifica la consistencia aumentando la fluidez del hormigón y reduce la cantidad de agua de mezclado, en un 5 % como mínimo, para una consistencia dada.

Usos:

- Aumento de resistencia. Para asentamiento dado se puede reducir la relación a/c, manteniendo el contenido de cemento constante.

- Aumento de fluidez. Se puede obtener un mayor asentamiento para igual contenido de agua y cemento.

- Economía. Para igual asentamiento y relación a/c, se puede reducir el contenido de cemento.

- Reducción del calor de hidratación. Al reducir el contenido de cemento se reduce la generación de calor.

Efectos secundarios: Retardo en el fraguado, Incorporación de aire


FLUIDIFICANTE

Partiendo de unamezcla seca , con poca agua

HormigónFluido

Hormigónmuy Fluido


FLUIDIFICANTE

Composición: materias orgánicas solubles en agua, o combinaciones de materias orgánicas e inorgánicas, tales como sales de ácidos lignosulfónicos y sales de ácidos hidroxilados carboxílicos.

Los lignosulfonatosderivan de la lignina, que constituye aproximadamente el 20 % de la madera

Los ácidos hidroxicarboxílicosse producen por sintetizaciónquímica y tienen alto grado de pureza. El más usado es el ácido glucónico

Na2S205O C C C

MeOO C C C

MeOS03Na

O

MeO

C

C

C

C

CH2OH

COOM

OHH

HOH

OHH

OHH

--

- ---

---

Agua liberadaAgua liberada


FLUIDIFICANTE

Mecanismo de acción: el activo reductor de agua recubre las partículas de cemento que adquieren la misma carga eléctrica superficial y en consecuencia se repelen recíprocamente, impidiendo que se agrumen.

--

- ---

---

Agua liberadaAgua liberada

Molécula rodeada por grupos aniónicos

Antes de agregar el aditivo Después de agregar el aditivo


FLUIDIFICANTE

Asentamiento de hormigones con y sin aditivo plastificante

0

5

10

15A

sent

amie

nto

(cm

s)

Testigo ReduciendoPlastificando


FLUIDIFICANTE

Efecto de los plastificantes sobre las resistencias finales (28 días)

0

50

100

150

Testigo Reduciendo Plastificando

Res

iste

ncia

mec

ánic

a re

lativ

a (%

)


SUPER -FLUIDIFICANTE

Definición: aditivo que modifica la consistencia aumentando la fluidez del hormigón o reduce la cantidad de agua de mezclado, en un 12 % como mínimo, para una misma consistencia.

Usos:

- Aumento de resistencia y durabilidad. Para un asentamiento dado se puede reducir la relación a/c, manteniendo el contenido de cemento constante.

- Aumento de fluidez y facilidad de bombeo. Se puede obtener un mayor asentamiento para igual contenido de agua y cemento.

- Facilidad de colocación. Debido a un aumento muy importante de la fluidez.

- Economía. Para igual asentamiento y relación a/c, se puede reducir el contenido de cemento.

Efectos secundarios: Pérdida de asentamiento


SUPER -FLUIDIFICANTE


SUPER-FLUIDIFICANTE

Composición:

•Sulfonatos condensados de melamina/formaldheído (SMF)

•Sulfonatos condensados de naftaleno/formaldheído (SNF)

•Lignosulfonatos modificados libres de azúcar (MLS)

•Otros compuestos orgánicos (ésteres de ácido sulfónico, poliacrilatos, etc)

•Polímeros acrílicos (AP)


SUPER-FLUIDIFICANTE

Mecanismo de acción:

•efecto de adsorción

•repulsión efecto de repulsión estérica


ACELERADOR DE RESISTENCIA

Definición: aditivo que aumenta la resistencia inicial del hormigón sin acelerar el tiempo de fraguado y sin apreciable efecto reductor de agua.

Usos:

1) Posibilidad de habilitación rápida de estructuras o pavimentos, nuevos o reparados.

2) Reducción de los períodos de protección y curado del hormigón.

3) Disminución del tiempo necesario de mantenimiento de los encofrados y apuntalamientos, permitiendo su uso una mayor cantidad de veces.

4) Compensación total o parcial del efecto retardador de las bajas temperaturas en climas fríos.

5) Aumento de productividad de la industria del premoldeado, al aprovechar mejor las instalaciones.



La composición está basada en:

•Sales inorgánicas solubles: cloruros, bromuros, fluoruros, carbonatos, nitritos, etc.

•Compuestos orgánicos solubles: trietanolamina, formato de calcio, acetato de calcio

•Otros: aluminato de calcio, carbonato de calcio y de magnesio.

Mecanismo de acciónIncrementan la velocidad de

hidratación del C3S, acortando el período

durmiente y aumentando el grado de hidratación en las

etapas 3 y 4.



Resistencia a Compresión N/mm2

Cemento 450 kg/m3 - Temp. 20oC

Hº con aditivo

Hº Normal



Precauciones al utilizar cloruro de calcio (CaCl2)

•Una dosis del 2 % en peso de cemento duplica el valor de la resistencia a 1 día.

•Provoca una mayor contracción por secado y fluencia lenta.

•Incrementa el desarrollo de calor de hidratación

•Incrementa los efectos expansivos de la reacción álcali-sílice.

•Disminuye la resistencia ante el ataque de sulfatos

•Disminuye la resistencia a ciclos de congelamiento y deshielo

•Aumenta el riesgo de corrosión de armaduras. El Reglamento CIRSOC indica contenidos máximos de cloruros admisibles en estructuras de hormigón simple y armado y prohibe su utilización en estructuras de hormigón pretensado.


RETARDADOR DE FRAGUADO

Definición: aditivo que retarda la iniciación y puede prolongar la duración del proceso de fraguado del hormigón.

Usos:

- Para compensar el efecto acelerador de las elevadas temperaturas

- Para mantener la trabajabilidad cuando el tiempo entre el mezclado y la colocación es prolongado

- Para permitir mayor tiempo para la compactación y terminación.

- Para evitar juntas de hormigonado

- Para evitar fisuras por la deflexión de los encofrados durante el llenado.

Efectos secundarios.

Una dosis excesiva puede provocar que el C3S nueva llegue a superar el estado durmiente y que nunca fragüe.



Composición:

•Ácidos lignosulfónicos y sus sales

•Ácidos hidroxicarboxilicos y sus sales

•Azúcar y sus derivados

•Sales de ácido polifosfórico

•Sales inorgánicas

Mecanismo de acción.

Disminuyen la hidratación temprana del C3S por la formación de un gel que lo envuelve, prolongando el período durmiente y así el tiempo de fraguado.

La hidratación en las etapas 3 y 4 pueden resultar más rápidas de forma que el desarrollo de resistencia no es demorado con respecto a la pasta sin aditivo, si el retardo del fraguado no ha sido muy grande.


INCORPORADOR DE AIRE

Definición: aditivo que incorpora aire durante el mezclado en forma de microburbujas esferoidales, no coalescentes, uniformemente distribuidas en la mezcla.

Usos.

•Aumento de la resistencia ante ciclos de congelamiento y deshielo ya que las burbujas incorporadas actúan como válvulas aliviadoras de presión.

•Reducción de la velocidad de exudación

•Aumento de la trabajabilidad

Efectos secundarios.

Reducción de la resistencia



Composición:

•Resinas naturales de madera: reaccionan con la cal fomando resinatossolubles.

•Grasas y aceites minerales y animales y sus ácidos grasos

•Agentes humectantes como las sales de álcalis de compuestos orgánicos sulfatados o sulfonados.

•Sales de ácidos de petróleo y subproductos de la refinación

•Detergentes sintéticos del tipo sulfonados alkyl aryl

Mecanismo de acción: disminuyen la tensión superficial y de este modo las burbujas

pueden formarse más fácilmente y resultan más estables. Estas moléculas tienden a alinearse en la interfase aire-agua con los

grupos hidrofílicos hacia el agua y los grupos hidrofóbicos hacia el aire.



AIRE NATURALMENTE INCORPORADO:Es el resultado del mezclado violento

- no beneficia en nada- distribución al azar- vacíos 1 mm ≤ ∅ ≤ 12mm- < compacidad, < ƒ`b, < durabil.- 1% a 3% del volumen de Hº

- beneficia al Hº F y Hº E- uniformemente distribuidas- burb. de aire 50 µ < ∅ < 1mm (1/10 mm)

500.000 “ 800.000 esferas / m3 __ 3-6%- 9% aire en mortero __ 3-6% en Hº

AIRE INTENCIONALMENTE INCORPORADO:Aditivo + mezclado



Sistema de burbujas:

Para una adecuada resistencia a los ciclos de congelamiento y deshielo el porcentaje adecuado de aire incorporado es de aprox. 4 a 8 %.

El parámetro más importante es el factor de espaciamiento, que es la distancia máxima promedio desde algún punto de la pasta al borde de la burbuja, o el promedio de la mitad de la distancia entre dos burbujas. Para una protección óptima es de 0,20 mm


MEMBRANAS DE CURADO

CURADOConjunto de tratamientos

Para mantener el hormigón a humedad y temperatura adecuadas el tiempo necesario para

•Estabilidad de volumen•Resistencia•Baja permeabilidad•Durabilidad


MEMBRANAS DE CURADO

CURADO DEL HORMIGON (T y H)

TIPOS DE CURADO

1) Humedecimiento: niebla – humedad – inundación

2) Membranas

3) Vapor


MEMBRANAS DE CURADO

MEMBRANAS DE CURADO

• Consiste en generar una lámina o membrana (0,10 mm) relativamenteimpermeable sobre el hormigón.

• Generalmente son coloreados (blanco): identificación y refracción.

• Dosis: Fabricante 1 lts. - 4½ m2

• Ensayos de retención de aguaPérdida máxima = 0,055 gr/cm2

• Deben estar preparados, listos para usar.


MEMBRANAS DE CURADO

MEMBRANAS DE CURADO

• Colocar cuando el H° comienza a perder el brillo.

• Colocar 2 manos y en sentido perpendicular.

• No usar si se colocará otra capa de hormigón.

• No pisar, ni transitar hasta que se cumple con el tiempo mínimode curado o generar una capa de protección.

• Composición: Parafinas, ceras, resinas (naturales o sintéticas) de base acuosa o membranas de base solvente.

• Colocar la segunda capa cuando la primera se encuentre viscosa.


MEMBRANAS DE CURADO

Consumo: 100 cm3/m2.

AVANCE DE LA TERMINADORA

ANTISOL

APLICACIÓN


DOSIS RECOMENDADAS

0.002 a 0.06 % en peso de cementoIncorporador de aire

Retardador de fraguado

Acelerador de resistencia

1.0 a 2.5 % de sólidos en peso de cemento (el aditivo es una suspensión al 25 % de sólidos en agua)

Superfluidificante

0.2 a 0.3 % en peso de cementoFluidificante

Dosis Tipo de aditivo


DISCREPANCIAS ADMISIBLES

Tabla. Discrepancias admisibles respecto de los valores indicados por el fabricante

IRAM 1663 inc. 8.3.6± 0.01g/cm³Densidad a 20 °C ± 1 °C

IRAM 1663 inc. 8.3.40.90 V ≤ R < 1.10 V, para v < 20 %0.95 V ≤ R < 1.05 V, para v ≥ 20 %

V: corresponde al valor fijado por el fabricante en % en masa.

R: es el residuo del ensayo en % masa.

g/ 100 g sobre

residuo

Residuo por secado en estufa

IRAM 1663 inc. 8.3.3± 1- - - -pH

Método de ensayoDiscrepanciaUnidadRequisito

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